傅向东解密水稻高产低肥的社会教科研工作总结

傅向东：揭秘水稻高产低肥的科研工作总结

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无声息地淹没在疫情防控信息海洋中，但这一新发现还是引起了业内的广泛关注。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对赤霉素和氮素协同调控水稻生长发育机制研究的一次重大突破。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。

“创新为民，惠泽五州”，办公室里，小麦遗传育种学家、中国科学院院士李振声题字醒目，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起来，是非常幸福的事。” 傅向东说。

他对遗传学兴趣自高中就开始了。在中学生物课中，对人类ABO血型遗传产生兴趣。“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？”记得那时候最喜欢做的是推断父母血型的一系列附加条件问题。他坚定选择武汉大学生物系遗传专业，当时老师劝他考虑热门专业，他却坚持己见。

这种执拗让他总是挑战难题。在英国留学期间，他师从著名遗传学家尼克哈伯德（Nicholas P. Harberd），专注于赤霉素调节植物生长发育机理研究。上世纪60年代，以半矮化为特征的第一次“绿色”革命，使全球作物产量翻番解决温饱问题。但当科学家们探索赤霉素如何促进植物生长时，那个具体机理仍然不清楚。

半个世纪后，被打上“绿色”烙印的小麦让农学领域专家面临新的问题：“半矮化农作物株高变矮使其对化肥不敏感，但带来的后果就是氮肥利用效率下降。” 在英国，他用实验证明了这一事实，“我的导师都觉得不可思议。”

他的导师构建带有“绿色”矮秆基因与不带基因的近等基因系，对比发现植株变矮后的氮吸收能力确实下降。虽然分蘖数增加但穗粒数减少，他们迫切寻找答案——既吃饱又不花费时间减“肥”的值。

他回国，不满足于拟南芥研究，更想离育种更近。他选择回到中国科学院遺傳與發育生物學研究所，因为那里是水稲功能基因组學研究国家队，而且环境好。他开始解码超级稈高产性状形成分子机理，将关键基因找出来用于未来分子育种提高作物产量。他们从高产品种‘沈农265’克隆直粒穗DEP1，并快速找到DEP1、GW8、NPT1和LGY3等一批高产基因。成功培养出优质新品种，但也意识到要想同时减少施用且提升作物产量，还需解答早年思考的问题——即如何在现有施肥条件下提升每穗穀粒数？

现在，最关心的是如何与育种家合作，把基础研究结合实际经验推动技术进步。不仅如此，他还要求学生们多思考少做无用功，并能够讲一个完整故事。他认为这是日常生活中的常态，就像一些2005年的项目至今没有很大突破一样，有些郁闷，但是他坚持下去：“一个东西只要你认准了，就不要放弃，只走错一步才会走对下一步，如果一开始就知道结果，那不是工程，而是科研。”