傅向东:揭秘水稻高产少肥之谜,惠泽社会教科研网
在春节期间,一则关于傅向东团队发现赤霉素信号传导新机制提高水稻氮肥利用效率的新闻几乎淹没在疫情防控信息中,但这一新发现仍然引起了业内较大关注。这篇文章荣登《科学》杂志封面,深化了对植物赤霉素信号传导和氮素响应之间复杂相互作用机制的理解,是傅向东团队十多年来深耕赤霉素和氮素协同调控水稻生长发育机制的又一重磅成果。
简而言之,傅向东的研究内容是如何在减少氮肥使用的情况下提高水稻产量。他的办公室里,有小麦遗传育种学家、中国科学院院士李振声题字:“创新为民,惠泽五州”。这正是傅向东的初心和快乐源泉。他说:“能将自己的研究兴趣和国家需求结合在一起,是非常幸福的事。”
从高中开始,对遗传学产生兴趣的是傅向东。当中学生物课上学习人类ABO血型遗传时,他就对基因产生了好奇。高中填报志愿时,他坚定选择了武汉大学生物系遗传学专业,而不是热门专业。
留学英国约翰英纳斯研究中心期间,他师从著名遗传学家尼克哈伯德(Nicholas P. Harberd)。上世纪60年代,以降低农作物株高、半矮化育种为特征的第一次“绿色”,使全球水稻和小麦产量翻番,这个问题困扰着专家们。在英国,傅向东用实验证明“绿色”矮秆品种氮吸收能力降低的事实。
回国后,在中科院遗传与发育生物学研究所工作时,他选择不再研究赤霉素作用机理,而是解码“超级稻”高产性状形成分子机理。他希望把提高产量关键基因找出来,将来可以通过分子育种来提高作物产量。后来,他们成功培育出不少高产优质新品种。
但他发现,要想在减少氮肥施用的同时提高作物产量,还得解答当年他在英国思考的问题——植物生长代谢平衡协同机制。他带领团队找到与植物氮素吸收及利用率密切相关的基因GRF4,并提出了解决方案。此外,他还找到了赤霉素和氮素协同调控水稻分蘖的关键基因NGR5,并阐明了NGR5介导赤霉素信号伝导途径调控水稼日耐效率分子机制。
现在最关心的问题是如何与育种家、种业公司加强合作。“希望我们的基础研究可以和育种家的实践经验相结合,推动育種技術進步。”他说。不仅如此,他也会劝学生早点回家,“做科研更多的是要思考,学生们需要加强的是多思考、多总结,少走弯路。”
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