傅向东解密水稻高产少肥之谜惠及淮南市教育科研与社会大众

傅向东:揭秘水稻高产少肥之谜,惠及淮南市教育科研与社会大众

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被疫情防控的信息淹没。然而,这一新发现还是在业内引起了较大关注。该研究荣登《科学》杂志封面,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,傅向东的研究旨在通过减少氮肥使用来提高水稻产量。他对遗传学产生兴趣始于高中。在中学生物课中,他对人类ABO血型遗传产生了浓厚兴趣,并喜欢解答遗传题目。因此,当他选择武汉大学生物系遗传学专业时,没有人能阻止他坚持自己的梦想。

随后,在英国留学期间,傅向东师从著名遗传学家尼克哈伯德。在上世纪60年代,以半矮化育种为特征的一次“绿色”革命使得全球农作物产量翻番,但这也带来了新的问题——虽然农作物株高变矮,但它们对氮肥不敏感,这导致了氮肥利用效率下降和环境问题。

回国后,尽管条件艰苦,但傅向东选择了返回,因为那里是水稻功能基因组研究的国家队,而且研究所提供了一种做出实用贡献的机会。他开始解码“超级稻”的高产性状形成分子机理,并成功找到了直粒穗基因DEP1、GW8、NPT1和LGY3等关键基因。

但随着时间推移,他意识到要想同时提高作物产量并减少氮肥使用,还需要解决当年他在英国思考的问题。他说,“化肥能促进植物生长发育,就像人类吃饭一样”,因此,他和学生们正在寻找一种既能吃饱又无需花费时间减“肥”的方法,即植物能够有效吸收并利用氮素,而无需大量施用化肥。

为了实现这一目标,傅向东团队进行了一系列基础研究,他们找到与植物氮素吸收及利用率密切相关的基因GRF4,并提出了明确的解决方案。此外,他们还找到了赤霉素和氪金属(NGR5)协同调控水稻分蘖过程中的关键基因,并阐明了NGR5介导赤霉素信号转导途径调节水稻氯芬酸合成酶活性的分子机制。

现在,最重要的是如何将这些基础研究与育种家的实践经验相结合,以推动育种技术进步。对于学生来说,不仅要有能力独立完成实验,更要有独到的见解,“一个东西只要你认准了,就不要放弃”。

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