【科学强国】林鸿宣:一生努力保障国家粮食安全

  据研究,全球平均气温每升高1℃,会导致小麦减产6.0%,水稻减产3.2%,玉米减产7.4%,大豆减产3.1%。据预测,至2040年,高温有可能使全球粮食减产30%~40%。

  

  成熟的小麦,粮食作物。(图源卡乐图片 宁颖)

  面对全球气候变暖,如何用科学手段保障粮食安全?中国科学院分子植物科学卓越创新中心的林鸿宣院士,率先在水稻抗逆复杂性状(抗高温、抗旱、耐盐)、产量复杂性状的基因挖掘及分子遗传调控机理研究领域,取得了一系列有国际水平的突破性成果。

  “水稻的祖先野生稻是匍匐着生长的,经过长期驯化栽培稻变成了立着生长,原因是什么?这个未解之谜,直到我们找到了让水稻‘站’起来的基因,才被破解。” 林鸿宣院士现在正在寻找的,是水稻的抗逆基因,如果挖掘到这样的“优良”基因,就可提高水稻抗逆能力,从而实现增产。

  这正是林鸿宣一生奋斗的方向。

  1960年,林鸿宣出生在海南东昌农场,1979年9月,他考入梦寐以求的华南农学院(现华南农业大学)农学系,这让他有机会接触到遗传学的奥秘。

  “水稻是口粮嘛,那时候温饱都有问题,粮食非常紧张,我想研究水稻的意义更大一点。”本科毕业设计时,每位学生都要选一种作物进行研究,水稻、小麦、玉米都可以,林鸿宣毫不犹豫选了水稻。

  

  林鸿宣院士在水稻田试验(图源:中国科学院分子植物科学卓越创新中心)

  为了学到更多的水稻遗传育种学知识,林鸿宣报考了中国农业科学院研究生院,并如愿来到中国水稻研究所深造,之后他又考取了博士。林鸿宣回忆,“当时我已经结婚,孩子还小,都是等小孩睡了之后再看书。”1997年8月,林鸿宣又前往日本国立农业生物资源研究所水稻基因组计划项目(RGP)进行博士后研究。

  就这样,从本科毕业开始,林鸿宣走上了“做水稻”的科研道路,一干就是近四十年。

  经过长达近10年努力,林鸿宣带领科研团队取得了一项最新研究成果——在国际上成功发现第一个潜在的农作物“高温感受器”。今后,借助分子生物技术方法,可以将这项研究挖掘的抗高温新基因,应用于水稻、小麦、玉米、大豆以及蔬菜等农作物的抗高温育种改良中,提高不同作物品种的高温抗性,维持其在极端高温下的产量稳定性。这对于有效应对全球气候变暖引发的粮食安全问题具有重要意义。

  林鸿宣表示,目前他们已成功挖掘克隆多个水稻基因并且获得专利,育种家可以充分利用这些基因改良作物的种子。比如,可以借助分子生物技术方法将抗热新基因TT1、TT2、TT3.1/TT3.2应用于改良水稻、小麦、玉米以及蔬菜等作物的种子,提高作物品种的抗热性,维持在极端高温天气下作物产量的稳定性,这在因全球气候变暖引发的粮食安全问题上具有广泛的应用前景。

  “今后,我们将继续从各种稻种种质资源宝藏中挖掘出更多有利基因位点,深入揭示水稻复杂数量性状的调控机制和调控网络,不断吸收新技术新方法,加快研究进度,抢占农业知识产权高地,为作物分子设计育种提供新的基因资源和新知识,为我国种业振兴和保障我国粮食安全作贡献。”林鸿宣说。

  资料来源:人民日报、《瞭望》杂志

  作者:刘建华

  编辑:赵狄娜

  审核:龚紫陌