2024年12月3日,何梁何利基金2024年度颁奖大会在北京举行。中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员/崖州湾国家实验室主任李家洋获得何梁何利基金科学与技术成就奖。
李家洋院士自1994年回国入职中国科学院遗传所以来,长期从事高等植物生长发育与代谢调控的机理研究。他在我国率先建立了水稻基因图位克隆技术体系,奠定了我国植物功能基因组学研究的基础,首次提出异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略,引领了作物育种新方向。他阐明了水稻产量与品质形成的理论基础,开创了分子设计育种技术体系,实现了定向高效的“精准育种”,培育出“既高产又优质”的超级水稻品种并大面积推广,为我国农业科学技术赶超世界一流水平、保障国家粮食安全作出了开创性的重大贡献。
2019年,我们曾经走进李家洋的水稻世界,将他的科研与生活记入大型人物专题纪录片《我是科学人》之中。今天,让我们一起重温一遍“用一粒种子改变世界”的故事。
提起水稻,也许每个人都会想到袁隆平这个名字,这位“杂交水稻之父”让无数中国人免于饥饿,使中国多个主要水稻生产区的产量有了里程碑式的飞跃。
而在2017年,人们熟知了另一个与水稻有关的名字,他因“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”研究获得国家自然科学奖一等奖,他就是中国科学院院士、植物分子遗传学家李家洋。国际著名作物遗传学家、中科院院士李振声评价这一重大成果是继“绿色革命”和杂交水稻后的第三次重大突破,标志着“绿色革命”的新起点。
2018年,李家洋又与袁隆平和张启发一起,因系统性地研究水稻特定性状的分子机制和采用新技术选育高产优质水稻新品种的开创性贡献,获得了未来科学大奖。这位声名远扬的水稻专家却在领奖台上略显紧张地说:“这是团队所有成员共同努力得来的,我只是代替团队来领奖。”
携一粒种子独闯科学世界
“一颗种子看起来很小,但真正把它做好并不容易,具有很高的科技含量。”李家洋这样评价自己研究了20多年的水稻。
1956年,李家洋出生在安徽肥西的一个农村家庭,他从小喜好读书,父母在学习上给予李家洋很大的支持,不仅在学业上严格要求,还创造一切条件供他上学。而在刻苦学习之余,李家洋做得最多的就是下地干农活,也正是从那时起,大片倒伏的水稻给他留下了深刻的印象。
李家洋一直觉得自己是幸运的,在改革开放前一年全国恢复高考,就如愿以偿获得了进入大学的机会。在安徽农学院(现安徽农业大学)读大学以及在中国科学院遗传所攻读硕士期间,李家洋大大开拓了眼界,并产生了出国留学的想法。
“我一定会学成归国。”出国前,李家洋坚定地表示。1984年,李家洋远赴美国布兰代斯大学攻读博士学位。初到美国,李家洋便被美国的现代化建设深深震撼了。“到处是高楼林立,到处都是高速公路与汽车。”而相比之下,我国还处在刚刚与世界接轨、把骑自行车当“潮流”的阶段。
为此,李家洋下定决心要更加努力,为国争光。博士毕业后,他来到美国康奈尔大学汤普逊植物研究所继续深造,开始博士后的工作。期间,他以一种模式植物拟南芥为对象,重点开展与植物生长发育相关的研究。
在美国的近10年中,李家洋在植物分子遗传学方面积累了丰富的研究经验,1994年他学成回国,开始考虑如何为农民增产粮食,保证人们吃饱吃好。从1996年起李家洋开始与团队一起着手研究关于水稻株型的课题。
回归稻田
实现水稻高产优质抗逆新突破
李家洋带领团队就如何使水稻增产展开系统分析,但这毕竟不是一朝一夕就能完成的。别说在国内,就算是在世界范围内,水稻分子遗传学的研究也是当时的一个科学难题。李家洋总结前期研究经验,与团队仔细研讨后,决定从影响产量的重要基因这一方面入手。此后,他们逐步深入,一点点突破难关,并针对作物的重要特征展开分析,试图了解如何改进农作物。经过七年不懈的努力,李家洋的团队终于在破解水稻高产的分子奥秘方面取得重大进展,并于2003年在《自然》杂志上发表了关于水稻株型的第一篇文章,在国际学术界引起了强烈反响。
既然认定了水稻,李家洋便一条道走到底。2010年,李家洋又取得了突破性进展,他与团队克隆出了控制水稻理想株型的基因IPA1,该基因不仅能显著增产,而且与抗倒伏和抗病息息相关。除此之外,李家洋带领团队还鉴定了控制水稻茎秆数目和稻米品质等重要性状的关键基因,解析了水稻高产优质抗逆的分子机理,建立了高效精准的设计育种体系,育成“中科发”和“嘉优中科”系列高产优质高抗水稻新品种。
做科研是一个漫长的过程,李家洋却甘之如饴。无论是俯身在风吹日晒的农田里,还是坚守在枯燥清冷的实验室里,他都斗志昂扬,大步朝前走着。