傅向东:揭秘水稻高产低肥之谜,重塑中国经济学教育科研网上的农业新篇章
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悄然浮现于疫情防控的海洋之中,却在专业圈子内引发了不小的波澜。该研究成果荣登《科学》杂志封面,深化了对植物赤霉素信号传导与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致力于探索赤霉素与氮素协同调控水稻生长发育机制的又一重大突破。简单来说,傅向东的研究旨在通过减少氮肥使用来提升水稻产量。
"创新为民,惠泽五州"——这句题字,由小麦遗传育种学家、中国科学院院士李振声亲笔书写,在傅向东办公室显眼而醒目。这正是他初心和快乐源泉之一。他说:“能将自己的研究兴趣和国家需求结合起来,这是一份非常幸福的事。”
自从高中时代对遗传学产生兴趣后,傅向东就决定坚持选择武汉大学生物系遗传学专业,他笑着回忆说:“当时有老师劝我考虑一下热门专业,但我这人一旦有了想法就会坚持。”这种执拗和坚定使得他总是喜欢挑战那些看似难以解开的问题。
留学英国约翰英纳斯研究中心期间,他师从英国皇家学会会员、牛津大学教授尼克哈伯德(Nicholas P. Harberd),专注于赤霉素调节植物生长发育机理研究。在上世纪60年代,以降低农作物株高、半矮化育种为特征的一次“绿色革命”,全球农作物产量翻番,为解决温饱问题做出了巨大贡献。而早在30年代,即便科学家们已经发现赤霉素能够促进植物生长,他们如何具体调控这个过程仍是一个未解之谜。
然而随着时间推移,被打上“绿色”烙印的小麦、高粱让专家们开始面临新的问题。“半矮化农作物株高变矮,使其对化肥不敏感,而带来的后果就是氮肥利用效率也下降了,农民大量施用但并没有获得他们想要的产量,同时也造成环境问题。”于是,在英国实验证明,“绿色”矮秆品种确实导致了氮吸收能力下降的事实,让他的导师都感到不可思议。
为了解决这些问题,并且将个人兴趣与国家需要紧密结合,将养分管理优化成为他工作中的一个重要议程。他认为,要想提高作物产量,同时减少化学肥料使用,就必须找到一种既能满足植物营养,又不会过度消耗资源的情况。他说:“我们正在寻找一种既能吃饱又无需花费时间减‘肥’方式,这正是我和学生们迫切寻求答案。”
十多年的努力之后,他带领团队成功地找到了一些关键基因,如GRF4,从分子水平上揭示了“绿色”短秆育种伴随着氯磺酰胺耐药性的原因,并提出了一系列可能解决方案。此外,他还阐明NGR5介导的赤霉素信号传导途径如何调节水稻气体交换系统,对增强作物抵御病虫害具有重要意义。现在最关心的是如何将基础研究与实际应用相结合,为改善农业生产提供更有效的手段。
作为一名温文尔雅的人格魅力四射的地球居民,不论是在实验室还是课堂上,都充满着宽厚待人的风范。在他的实验室里,每位学生都是王牌,每个项目都像宝藏一般珍贵。但同时,也有一点特别严肃——不要NO.2,更不要Me too。因为他相信,只有不断超越自己才能真正前行。
因此,无论是在日常生活中还是在科研道路上,他都会鼓励每一个人勇敢追求卓越,不断超越自我,因为只有这样,我们才可以创造出属于自己的传奇故事。而对于那些即将踏入科研殿堂的人来说,最好的建议就是:做好准备迎接挑战,因为只有走错一步才会走对下一步,如果一开始就知道结果,那只是工程,而非科研。
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