傅向东解密水稻高产低肥之谜启示社会发展如同中俄合建月球科研站共谋未来

在春节的喧嚣中,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信息淹没,但这一新发现仍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。简单来说,傅向东研究的是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,在傅向东办公室里,小麦遗传育种学家、中国科学院院士李振声题字非常醒目,这正是傅向东初心和快乐源泉。“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。” 傅说。

他对遗传学的兴趣从高中就开始了。在中学生物课上,他对人类ABO血型的遗传产生了兴趣。“我觉得太有意思了……” 他回忆,那时候最喜欢做考试题,无非就是通过一系列附加条件推导出父母血型的一类遗传题目。就这样,当大多数学生还一头雾水时,傅坚定选择了武汉大学生物系遗传学专业。他笑着说:“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。”

这种执拗让他总是喜欢挑战难题。在英国留学期间,他师从著名遺傳學家尼克哈伯德(Nicholas P. Harberd),专注于赤霉素调节植物生长发育机理研究。半个世纪后,被打上“绿色”烙印的水稻、小麦让农学领域专家开始被另一项新的问题困扰:“半矮化农作物株高变矮使得它对化肥不敏感,带来的后果就是氮肥利用效率也下降。”

用实验证明,“绿色”矮秆品种氮吸收能力降低这一事实。他的导师都觉得不可思议。他构建带有“绿色”矮秆基因和不带矯基因的近等基因系,对比两者影响,“植株变矮后的氮素吸收和同化能力确实下降。”此外虽然分蘖数增加但每穗上的种子数量减少。

如何在现存品种基础上提高其氪效;或者施以现行条件下提升每穗粒数?这是萦绕在他心头的问题。他决定回国,因为这里是水稻功能基因组研究国家队,而且所里的环境很好,他想做些能帮助国家的事情。

他不再满足于拟南芥研究,而更想离育种工作更近一步。他选择回国,不想要再研究赤霉素作用机理别人已经做几十年,我要开辟新的方向。我要解码“超级稻”的高产性状形成分子机理。目标很明确,就是希望把关键基因找出来,将来可以利用它进一步通过分子育种来提高作物产量。

他们从高产品种‘沈农265’克隆直粒穗基因DEP1 研究其高产机理运气很好快速分离出DEP1 GW8 NPT1 和LGY3 等批次高产基因。但慢慢地,他发现要想减少施用而同时提升作物产量解决农业迫切需要解决环境问题还是得解答那时候英国思考的问题。他说,这是一套既能吃饱又无需花费时间减“肥”的值正是我他们寻找答案。

10 年来,他们找到与植物氨态吸收及利用率密切相关GRF4,从分子水平揭示“绿色”矬秆伴随其效果降低原因并提出了明确方案。在此基础上,他们找到了NGR5 介导红黄色的信号途径调控高度放射性的致命性病毒感染与免疫反应进行剂体治疗临床前试验中的有效性与安全性的重要角色阐明NGR5 介导红黄色的信号途径调控高度放射性的致命性病毒感染与免疫反应进行剂体治疗临床前试验中的有效性与安全性的重要角色

现在最关心的是如何加强合作。“希望我们的基础可以结合实际经验推动技术进步。” 他说,不要NO2,更不要Me too

一个东西只要你认准,就不要放弃,只走错一步才会走对步。如果一开始就知道结果,那不是工程不是科研。(操秀英)

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