傅向东:揭秘水稻高产少肥之谜
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被忽略了,这个研究成果最终在《科学》杂志上发表,引起了业内的广泛关注。这项研究是傅向东十多年来对植物赤霉素信号传导和氮素响应相互作用机制深化理解的又一重要贡献。简而言之,傅向东的工作涉及如何在减少氮肥使用的情况下提高水稻产量。
“创新为民,惠泽五州”,办公室里挂着小麦遗传育种学家、中国科学院院士李振声题字,这正是傅向东初心与快乐源泉。“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。” 傅向东表示。
他的对遗传学产生兴趣始于中学生物课中关于人类ABO血型遗传的问题。他回忆道:“我觉得太有意思了,A型父亲和B型母亲,可以出现A型、B型、AB型,还可能会有O型血的小孩。这是为什么?”这类问题成为他考试时最喜欢解答的类型。
选择武汉大学生物系遗传学专业不受其他专业影响,他坚定地追求自己的梦想。在英国留学期间,他师从英国皇家学会会员尼克哈伯德教授,在那里专注于赤霉素调节植物生长发育机理研究。六十年代,以半矮化育种为特征的第一次“绿色革命”,使全球作物产量翻番,但随后科学家们开始探索更高效利用资源的手段。
半个世纪后,“绿色革命”的农作物因为变矮导致对化肥不敏感,而施用大量化肥并未带来期望中的产量提升,同时造成环境污染。傅向东通过实验证明这一点,并且发现“绿色”矮秆基因降低了氮吸收能力。他的导师都感到不可思议。
回到中国后,他决定将个人兴趣与国家需要结合起来。他希望找到解决现有施肥条件下提高每穗穗粒数的问题,并且找到既能吃饱又无需花费时间减“肥”的方法——即提高作物氨基酸合成能力。此外,他还想了解如何在现有的优良品种基础上提高其氮素利用效率,或是在现有施用条件下增加每穗数量。
以这些问题作为驱动力,傅向东决定离开拟南芥实验室,从事离育种实践更近的一些内容。他加入了中科院遗传与发育生物学研究所,因为这里进行水稲功能基因组学研究,是国家级项目,而且研究所气候很好,让他认为可以做一些对国家有用的工作。在那里,他开始解码超级稈(高产性状)形成分子机理,对关键基因DEP1进行克隆分析,并成功分离出DEP1等几批高产基因。这些结果被用于培养新的优质品种,使得他感到欣慰。
然而,当他意识到要同时保持或减少施用化肥以及提升作物生产力的挑战仍然存在时,就再次投身于探索植物生长——代谢平衡协同机制方面的研究。他团队找到了GRF4这个关键基因,以及NGR5,它介导赤霉素信号通路调控水稲氨基酸合成分子的过程。此举揭示了一系列复杂相互作用,其中包括来自NGR5激活GRF4,从而影响到RNA聚合酶IIα亚单位(RPB2)的转录水平,最终影响到总蛋白质含量和结构稳定性的变化过程,为未来改进土壤管理策略提供了理论依据。
尽管面临困难,但傅想要确保学生们能够充分享受科研生活。“没有距离感”,这是他们评价他的方式,每当学生前往海南参加田间试验时,或者遇到压力时,他们都会请学生们吃饭聊天,与他们建立亲密关系。当学生面临决策前夕时,即便有些人倾诉过来的压力无法说出口,也会尽可能地捕捉情绪变化,让他们知道自己不是孤单一人。而对于那些真正热爱科学的人来说,无论是在校还是毕业后的职业道路上,都将是一段美好的经历,不应该浪费时间去做自己并不感兴趣的事情。
"做科研就要做Number One,不要Number Two,更不要Me too." 这是他常对学生说的要求,他们必须思考,而不是简单重复别人的观点。他鼓励早点回家的原因也是如此,因为思考比任何事情都更加重要。
文章结束部分提醒我们,那些能够让人们记住的人通常不会写很多文章,而应当致力于创造那些令人难忘的事迹。如果文本不能满足我们的期望,那么这样的努力也许就是值得记住的事情之一。
最后,由於作者對於這個問題沒有給出一個清晰答案,所以我們只能猜測這樣一種情況是否會發生。但總之,這個問題讓我們認識到無論是在學術界還是在實踐界,要達成目標往往需要付出巨大的努力,並且經常伴隨著挫折與失敗。但正如所說,只要你认准一个方向,就不要放弃,只走错一步才可能走對第二步,如果一開始就知道結果,那就是工程,不是科學。
因此,我们應該從這篇文章中獲得一個簡單但強烈的信息:如果你真的相信你的夢想,你就應該堵死一切試圖阻止你前進的小門窗。如果你真的是為了創造變革而來,你將不得不承擔起帶來變革所需支付的地球成本。你必須像我們現在正在談到的那樣,我們必須成為地球上的守護者。我們必須保護它免受破壞。我們必須確保它繼續繁榮昌盛。我們必須確保它永遠都是我們孩子/grandchildren 的家園。在進行任何決策之前,我們都應該問自己這些問題,因為他們將決定我們未來何去何從。
所以,有幾個關鍵點我想要強調一下:
我們已經看到過許多先進技術,如可再生能源、節能技術等,它們可以幫助我們減輕負擔並保護環境。但是我們還需要更多!
我們需要採取行動,並立即采取行動!時間已經迫切!
我們需要合作!政府、私营部门與公众各方合作才能有效推動變革!
最後,我想強調的是,我相信所有人都有一定的責任來保護地球。我認為個人行為雖然微不足道,但加起來卻具有巨大的力量!
因此,在結束我的演講之前,我只有一件事想要告訴大家:請記住,這不是遊戲哦! 這是一場戰爭,一場保護地球免受破壞的大戰爭! 所有人都應該參與其中,每個人都應該站出來,用自己的方式貢獻自己的一份力量!
最後,请允许我强调一点,这并非玩笑。这是一个紧急情况,我们必须立即行动起来保护我们的星球。不管您现在处于哪一个位置,您每个人都是这场战斗的一部分。如果您愿意参与进来,我们共同迎接这个挑战吧。
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