翻开四川农业大学水稻研究所沉甸甸的发展史,不禁为之感叹、感动。跃然纸上的每一页都那么生动,每一章都那么鲜活。透过厚重的历史,仿佛可以看到每个年代都有一群“兴中华之农事”的年轻人,为水稻事业奉献青春和热血,他们头顶烈日,脚踏泥泞,怀揣梦想,奔走在祖国的乡村小道,在属于自己的年代中发光出彩。
在灿烂群星中,周开达院士无疑是最耀眼的一颗,他是我校第一位院士,也是四川第一位农业院士;他一生致力于“育种”、“育人”,功勋卓著,桃李天下,是“川农大精神”的创建者和传承人;在他之后,一批批的水稻人不断茁壮成长,低调做人,高调做事,勠力同心,奋发图强,将川农大的水稻事业不断推向新的高度。
铸魂
在成都校区图书馆前,有一座雕塑,这是学校110年校庆的时候,落成的以周开达院士为原型的一个半身雕塑。寒来暑往,他静静矗立在图书馆前的景观田中,迎四海学子,观四季变迁。每当五月,田里就会种上水稻,青青的秧苗,蓝蓝的天,这是周开达生前最熟悉也最喜欢的景色,更是他萦绕心间的挚爱——这位与袁隆平齐名,被誉为“西南杂交稻之父”的院士,为了让更多人吃上白米饭而奋斗一生。
在科研上,周开达始终有一种强烈的创新精神。早在上世纪六十年代,李实蕡教授远赴非洲马里,帮助当地农民提高水稻产量,并带回了晚籼品种Gambiaka kokum和原产圭亚那的晚籼良种Dissi D52/37,为冈、D型不育系及重穗型杂交水稻的选育提供了重要种质资源。周开达院士充分利用这些种质资源并结合自身认识,首创与袁隆平的杂交稻育种方式不同的新途径——籼亚种内品种间杂交培育雄性不育系方法,培育出冈、D型系列不育系及系列杂交稻,让水稻每亩增产约30%,获国家技术发明一等奖。同时,他提出“亚种间重穗型杂交稻超高产育种思路”及“重穗稀植栽培技术”,使杂交稻产量实现了又一次突破。统计数据显示,截至2013年6月,周开达培育出的冈型、D型杂交稻推广3.048亿亩,增产稻谷228.58亿公斤,创社会经济效益320亿元。
他也因此在1991年获评四川省有重大贡献科技工作者,1999年被人事部记一等功。1999年11月,周开达教授当选中国工程院院士,这是党和国家给予周开达教授工作成绩的充分肯定。
“周开达先生育成的杂交水稻品种为巴蜀农业的发展做出了重大贡献。他提出的亚种间重穗型理论,是杂交水稻超高产育种领域中很值得探索的一条新途径。”袁隆平院士如此评价。
“搞科研,就要像谈恋爱那样,要经常看,经常观察,多培养感情。”周开达经常对学生这样讲。他曾对年轻的科研人员反复强调:“搞水稻育种,是沙中淘金、海底捞针,需要做大量的基础工作,来不得半点浮躁,不要想三年五年就出成绩,要有长期吃苦的准备。” 周开达院士身上这种对科研执着追求、耐得住寂寞、受得住清苦的精神直到今天依然影响并激励着水稻所一代又一代的科研工作者在科研道路上锐意创新、不惧困难、奋勇前行。
作为水稻所所长,周开达有一种强烈的惜才爱才之心。1995年,当时的水稻所发展面临诸多问题:研究人员住房困难、生活设施差、试验田建设困难,副省长徐世群到所里考察,特意询问所长周开达有什么问题需要省上解决,周开达在众多问题中只选择了两个上报,其中之一,是一个看似小得不能再小的问题——请求解决临时工高克铭的户口“农转非”问题。周开达之所以如此决定,正是源于对科研人才的爱惜。高克铭虽只是所里一名长期聘用的科研辅助人员,但是他踏实肯干,敢于尝试,善于学习,在科研工作上并不逊色于专职科研人员,是国内杂交水稻育种界远近闻名的人才。
这种对待科研人员爱才惜才之心也成为水稻所后继者的传统,让水稻所在后来的发展中得以阔步前行。
周开达院士对今日水稻所的影响还有一个重要的方面,他言传身教,严谨治学,精心培育了一批从事水稻研究的后来人,其中汪旭东、李平、李仕贵、吴先军、王文明、马均、邓晓建、任光俊、刘永胜等人不仅传承了导师周开达教授的学术思想,在杂交水稻领域也建树颇多,为我国水稻事业发展贡献自己的力量,也为水稻研究所的传承与发展奠定了深厚的基础。
蓄势
2000年是新世纪的开端,却是水稻所倍感痛楚的一年。
2000年6月9日,周开达赴京参加院士大会,在作报告时突发脑溢血晕倒在讲台上,后确诊为“脑干出血”昏迷不醒直到2013年与世长辞。
院士倒下,水稻所将何去何从?有人能顶起来吗?面对众多疑虑,年轻一辈的水稻人迅速成长,以辛勤的劳动、扎实的努力、创新的勇气投入科研,坚守与呵护着院士的心愿——中国人的饭碗要端在中国人自己手中!
2001年,李平接任所长,年仅36岁。虽然年轻,他却敏锐地认识到无论时势如何变化,有些东西却不能变,他常常跟所里的同事说:每代人所面临的机遇与挑战不同,成果显示度源自于社会需求,但无论什么时代,都不能在科研探索上“打盹”,正值机遇的浪花起,要大胆地乘风破浪;遇到风向转变时,也要在沉寂中积蓄力量。
李平师从周开达院士和中科院遗传所朱立煌教授,是川农大首位联合培养的博士,毕业后李平婉言谢别朱立煌老师深切的挽留回到川农。他以复合的学缘结构、开放的思维和创新的方法,为我校水稻育种研究注入了新鲜血液。李平意识到,水稻所虽然成绩斐然,但靠的是艰苦创业和艰辛付出,实验设施设备简陋,研究方法传统而朴素,这将不能适应未来水稻研究与育种工作。他暗下决心,一定要让川农大水稻研究瞄准国内甚至国际的水平,进入主流范式。于是,他尝试把分子生物学技术与常规育种结合起来,开创水稻研究的新方向。2002年,水稻所新品种蜀恢527系列组合很吃香时,李平就前瞻性地提出要调整株叶形态和产量构成因素,搞密穗型、短叶片父本,拉开了系列新品种选育的序幕。今天,在长江中下游地区和越南等地很受欢迎的蜀恢202、蜀恢212等系列组合,正是这一思路结出的硕果。他先后选育冈优827、G优802等5个国审品种,农业部认定的超级稻2个,授权发明专利多项,所带领的团队在《自然通讯》(Nature Communications)等高水平期刊上发表多篇优秀文章。
和李平一样,水稻人把对周开达院士的敬爱和思念化为了求索的力量,在科研的道路上不断创新。
汪旭东研究员、吴先军教授带领周开达院士创立的无融合生殖课题组开展基础研究和育种工作。汪旭东在杂交水稻育种工作中卓有建树,培育杂交水稻新品种10余个。2004年他主持研究的“高配合力优良杂交水稻恢复系蜀恢162选育与应用”获国家科技进步二等奖。该项目针对我国杂交水稻育种中恢复质源单一的状况,采用“复合杂交+花药培养”技术,育成了具有韩国稻和非洲稻血缘的优良恢复系蜀恢162,其恢复力强、恢复谱广、配合力高、抗稻瘟病,能组配出多个不同熟期的组合。所配组合D优162和 II优162累计推广3600多万亩,新增经济效益16.2亿元。吴先军教授发现并证实杂交早代稳定,克隆多个重要农艺性状基因,承担国家超级稻项目,选育杂交稻品种20余个,其中蜀优217在汉源测产验收平均亩产达1000.2公斤,被认定为超级稻,成果转化度非常高,实现社会效益与经济效益双丰收,切实提高农民利益,做到了让农民的“米袋子”变成“钱袋子”。
主攻遗传育种方向的李仕贵团队首次发现并定位了多个具有重要利用价值的新基因,克隆了抗稻瘟病基因pi-d(t)2,建立了高效分子育种新体系,针对西南稻区“阴雨多、日照少、温差小”的生态条件,育成了高配合力、优质、抗病的突破性恢复系蜀恢527水稻品种,组配出经国家或省级审定的三系和两系杂交稻组合38个,实现了优质、高产与抗病三者统一,是我国组配出超级杂交稻最多的恢复系。2009年该项目获国家科技进步二等奖。针对蜀恢527抗倒性的不足、难以适应机械作业的难题,李仕贵从玉米轮回育种成功经验中受到启发,建立了分子轮回育种方法,育成了新一代重穗抗倒型优质抗病恢复系蜀恢498和不育系川农1A等,组配出多个新一代重穗抗倒型杂交稻组合。其中,F优498被列为全国主导品种,Ⅱ优498、川农优498被列为四川省主导品种。F优498被农业部认定为超级稻,并遴选为长江上游国家区试对照品种,目前正大面积推广应用,取得巨大的社会经济效益。
作为四川农大首位全国百篇优秀博士论文获得者、首位国家杰出青年基金获得者,“顶天立地做科研”是李仕贵对自己的要求。所谓“顶天”,就是始终站在世界科技前沿,瞄准高精尖技术;所谓“立地”,则是把根扎入广阔的农村。因为在水稻育种上成就突出,2019年他应邀赴京参加新中国成立70周年庆典。即便众多光环加持,可李教授仍坚信“水稻饱满低头贵,野稗空无任风拂”,他说,人生要像成熟而饱满的水稻一样,有了成绩不骄傲,碰到困难不退缩,方能成就大事。
马均教授深耕于栽培研究多年,能更好地将理论应用于实践,其主持的重穗型杂交稻的高产机理及其稀植优化生产技术研究与应用项目,在生产推广中增产稻谷15.04亿公斤,新增收益31.99亿元,是良种良法有机结合的典型。针对我国水资源贫乏和农业用水利用率低的现状,研制出节水效果突出、增产效果显著的“湿、晒、浅、间”节水高效灌溉技术规程,应用至生产中效果颇丰。马均教授不但科研成就突出,而且心系百姓,情系三农。授人以鱼不如授人以渔,多年来,他走进农村举办多次大中小型培训会,将先进的栽培技术带给农民,更是在天灾降临,人民受难之时,挺身而出,第一时间奔赴灾区现场,了解情况,积极应对,使农民的损失降至最低。
由于我国大部分地区土壤中硒贫乏、当地居民硒摄入量严重不足影响身体健康,朱建清教授课题组利用国外优异种质资源,率先选育出富硒高产杂交稻,经农业部稻米及制品质量监督检验测试中心检测,该杂交稻精米硒元素含量为0.069 mg/kg,达到富硒米标准(GB/T 5009.93-2003),该成果获邀参加多个国际大会。高产功能性杂交稻611A/R319的选育与应用,成功改善了稻米品质、提高稻米品位、增加稻米附加值、促进农民增收,社会和经济意义重大。
袁隆平院士及其带领的团队用测64-7、明恢77这2个骨干恢复系配组出大批早熟高产组合并应用于生产,成功攻克了杂交水稻“优而不早,早而不优”的技术难关,但分子生理机制尚不清晰。邓晓建教授带队与中科院遗传所朱立煌教授课题组合作,图位克隆出促使水稻早熟且兼具高产性状的基因——ef-cd。在当前水稻生产新形势下,该基因的挖掘和利用将有力满足了绿色超级稻品种培育的减肥增效需求,同时,对解决直播稻和粮经、粮菜、粮油连作稻的早熟丰产以及亚种间杂交稻“超亲晚熟”等问题具有重要利用价值。
……
面对困难,一代水稻人砥砺奋进再出发,书写出了新世纪水稻所浓墨重彩的华章。
强基
一直以来,水稻所坚持人才是发展的内在驱动力,重视人才,爱才惜才,延揽人才。
2008年初,吴先军书记、李仕贵副所长亲赴美国,诚挚邀请当时还在国外就职的水稻所毕业校友陈学伟、王文明回所工作。
水稻所大力延揽人才打算,与学校从2009年9投入大笔资金推动实施的人才强校战略不谋而合。在学校的强力支持下,水稻所迎来新的发展机遇。随着王文明、陈学伟等一批卓有建树的学者回到水稻所,极大地充实了水稻所的实力。
王文明教授是我校启用“诚聘海内外英才”计划以来,首批从海外引进的高层次人才。坚守信念,敬畏科学,这是提及王文明教授时大家给予的最普遍的评价。受邀回国返校后,他便全身心的投入到水稻病理学研究中,身体力行,不辞辛劳,时刻关注最前沿的实验技术,掌握最新科研动态,深入指导学生的课题研究,对待科研永远如少年追梦般充满激情。“我是怀着一种敬畏之心来做科研的,我只想探究大自然中存在的一些真理。”王文明如是说。他给实验室每一个成员提出了“SUCH”即:Safe、United、Clean、Harmony的要求,要求每位成员时刻谨记。水稻能得以高产,除品种、栽培技术以外,抗病也是重中之重,传统的防病方式是喷洒农药,但治标不治本,王文明教授带领其科研团队从稻瘟病、稻曲病的发病机理上进行研究,深入挖掘抗性相关基因,立志用基因工程改良植物的抗病性,他对植物广谱抗病性的研究成果作为“highlight”论文在线发表于《Plant Cell》杂志上,他所带领的团队在《Plant biotechnology Journal》《Plant Pathology》等杂志上发表多篇研究论文。
2011年,陈学伟决定放弃加州大学——戴维斯分校助理项目科学家的良好发展平台,回到母校开启自己的事业之旅,有这样的想法,就不得不提到陈学伟在川农大求学期间的几位导师——周开达、李仕贵、黎汉云。“师从于这些导师是我一生最大的荣幸”,陈学伟说,“老师们就像父母一样在培养教育我,他们毫无保留地把知识传授给我,在生活上处处关心照顾我,这份深深的感情,走到哪儿我也不能忘、不会忘。”
学校也为他干事创业营造着有利环境:300万引进人才启动经费、150万杰青培养经费,为他启动科研工作提供了支持。学校还特意为他配了三个助手,李仕贵教授也把最优秀的硕士、博士分到他的研究团队支持他开展工作,充实实验室人手。
回国返校之后,陈学伟立即投入水稻抗病研究中。他带领科研团队和国内外相关研究机构开展项目合作。“只有交流合作,才可能进步。”陈学伟认为,科研领域合作特别重要。而这也在他之后的科研成果中反映出来。通过多年努力,陈学伟带领团队利用稻瘟病广谱抗性资源,终于找到了稻瘟病广谱抗性关键基因,并揭示了重要调控机理,成果于2017年发表在全球顶尖学术期刊《Cell》发表,实现了我校乃至整个西南地区高校在《Cell》主刊发表论文的零突破。该项研究是与加州大学戴维斯分校、中国科学院遗传与发育生物学研究所等国内外科研机构合作完成。一年之后,他的团队又在《Science》杂志发表了与中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队合作完成的单个转录因子促进高产抗病新型机制这一重大研究成果。这也是一项强强联手的研究。连续两年让我校实现了高水平论文的双零突破,这些国际一流水平的研究,不仅让陈学伟个人收获了入选长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、荣获腾讯首届“科学探索奖”、四川省杰出人才奖等荣誉,也让实力强劲的川农大水稻所名扬四海,更让四川农业大学成为全国各大媒体的焦点,社会影响力和美誉度不断攀升。
与王文明、陈学伟相比,徐正君则回国更早。2002年在学校领导的盛情邀请下,怀着对母校的深情,徐正君回到了学校。当时条件很有限,连一间专门的实验室都没有,只能在办公室做些简单的实验,一直到2005年,在学校领导及各个职能部门的多方关照下,才配备齐专业的实验设备。“我在国外时候,每年都会收到周开达老师寄来的明信片,点滴的关心让我觉得很温暖。我希望能真正做点事有所回报。” 紧跟科研潮流风向是大多数学者的选择,但徐正君教授却选择合理利用粳稻、光身稻、云贵高原地方稻、野生稻等资源的优点,人为创造目前没有的材料。徐教授对待科研舍得花长时间,不急于求成,他从国家资源库获得云贵川地方品种,鉴定出一系列耐高温、耐低温、耐干旱的基因,创造出4000多份中间材料,包括大穗型材料,伞形穗材料等,为水稻育种界广为使用。多年来,徐正君教授潜心科研取得了不少成绩,在国际主流期刊上发表多篇文章。
中坚力量稳如泰山,后起之秀层出不穷,水稻所发展至今,已拥有良好的人才梯队建设格局。过去的二十年,水稻所因为大批优秀的中年科研工作者团结拼搏而如日中天,最近几年,李伟滔、王静、樊晶、李燕、钦鹏、李双成……等新一代科研工作者在各自的团队中勇于担当,刻苦钻研,成绩优异。人才是支撑事业的关键,相信在外引内培的基础上,水稻所的明天定会百尺竿头更进一步。
传承
进入二十一世纪,水稻科学的发展已从常规杂交育种进阶到分子遗传育种,水稻研究所也从一、二、三系加栽培的4个科研团队衍变为涵盖生物技术、分子遗传、栽培生理、品质改良、种子工程、抗病机理等方向的9个科研团队,并驾齐驱向水稻的不同研究领域挺进。
水稻所的每一个科研团队都是以“让水稻所发展得更好”为目标而努力奋斗,在各个团队负责人的带领下,经过多年的团结拼搏,水稻所在育种、栽培、生理、品质、病理等不同的领域均取得了优秀的成绩。多年来,水稻所承担国家及省部级课题数百项,科研经费不断增加,科研成果相继在《Cell》《Science》《PNAS》《New Phytologist》《Plos Genetics》等高水平期刊上发表;通过国家和省级审定的高产、优质、抗病等新品种层出不穷,成果转化不仅为课题补充科研经费,更为农民解决粮食生产问题,身体力行地的助力解决“三农”问题,助力打赢脱贫攻坚战。
耀眼的成绩背后,有一些精神一辈辈传承沉淀了下来。
首先,是敢闯敢拼,不怕艰难困苦。这一点从南繁就可见一斑。四川冬天的气温不适合水稻生长,为加快育种进程,自上世纪70年代开始,周开达和黎汉云一年种三季水稻,夏天在雅安,秋、冬季分别在南宁和海南岛各种一季水稻,这被称为“南繁”。从1973年周开达教授在海南省陵水县启动南繁研究至今,南繁基地见证了几代水稻人的成长。每年的10月开始,水稻所的同志们便千里迢迢奔赴第二战场——海南,只为追赶太阳,只为多种一季,与季节赛跑,抢地域温差,就算要顶着近40℃的高温,就算要抵御肆虐的台风也依然斗志昂扬。初期,在南繁基地的条件非常艰苦。南繁基地宿舍环境拥挤,周开达就在猪圈里搭床铺;食材严重缺乏,辣椒、清油从家背,为了用大豆补充蛋白质,手工石磨也从四川背去。基地种植条件差,灌溉水供应不足,为了秧苗能茁壮成长,抽水担水成了家常便饭。慢慢的,随着国家经济的发展和社会进步,南繁条件不断得以改善,虽然仍不能跟四川家里比,但至少不用再像以前一样打游击,不用再过“治安靠狗、通讯靠吼”的日子。心有依托,方能远行,水稻育种虽很辛苦,但是每一个南繁人都是新时代的战士,靠着艰苦奋斗蹚出一条属于水稻人的前行之路。看着一代代育种材料在自己地里培育出来,变成农民手中沉甸甸的稻谷,最后装满中国人的饭碗,心中的自豪感油然而起。
其次,是身体力行,培养实干精神。在以周开达院士等老先生身体力行的带动下,水稻所的教师不论日晒雨淋,高温酷暑,南繁北育,都亲自到田间操作,给学生树立了榜样。培养了研究生吃苦耐劳、勤奋实干的精神,为以后工作奠定了良好的基础。
新生开学历来都是九月份,水稻所却并不是如此。由于水稻科研的季节性强,为了使研究生尽快熟悉水稻和及时开展研究工作,水稻所要求新生在7月中旬提前入学,进行学前培训。让新生系统地学习水稻的基本知识、基本操作并在暑期具体参与到研究工作中去,熟悉水稻研究所各个主要研究领域的概况,增强了正式入学后进行理论学习的目的性、主动性和积极性,为开展以后的学位论文研究奠定了良好的基础。甚至有即将走上工作岗位的毕业生还专门参加此培训课,觉得受益匪浅。水稻所从1997年开始此项教学环节,一直坚持到现在,同时授课方式在不断改进,授课内容不断丰富,把理论讲授、田间实践和实验室操作有机结合起来,到目前已有10多个专题的授课内容,成为水稻所非常重要、非常有特色的教学环节。
第三,是开放办学,培养创新思维。周开达院士在科研上,注重创新,另辟蹊径获得了成功,后来者也秉承这种强烈的创新意识,在科研上不断取得重大突破。从李平、刘永胜读博开始,就拉开了与中国科学院合作培养博士研究生的序幕。多年来,水稻所一直注重开放办学,不断加强与国内外的人才联合培养,提高研究生培养质量和水平。强强联手的方式,给水稻所科研带来无限活力,目前已与中科院遗传与发育生物研究所、中科院上海植物生理研究所、中科院植物所、人类基因组研究中心、国家杂交水稻工程技术中心、中国水稻研究所,以及四川大学、北京大学、复旦大学等科研院所建立了密切的合作关系。还与美国加州大学、美国农业部水稻研究中心,国际水稻研究所、澳大利亚科学院、日本东京大学等建立了长期的合作关系。已联合培养了30余名博士,占水稻所毕业博士生的20%。
水稻所在国内外的社会影响力不断扩大,自身也在参与国际化中提升了发展平台和空间。
建所以来先后有刚果外交事务部部长、莫桑比克外长、印度尼西亚副总统、东帝汶总理、肯尼亚总理、佛得角总理等政要到所里参观。美国、日本、巴基斯坦、印度、泰国、荷兰、澳大利亚等国家和国际水稻所的专家来所参观和学术交流。另有美国、澳大利亚、日本等国的专家定期来所从事合作研究。常年邀请国内著名水稻专家、教授到所里作学术报告。水稻所被确定为国际科技合作示范基地和省外事办定点接待外国元首的单位。
所里也鼓励教师出访、进修,主动寻求国际合作机会。建所以来,周开达、汪旭东、徐正君、吴先军、李平、李仕贵、马均、张红宇、朱建清等先后去日本、美国、澳大利亚、英国、孟加拉、越南、斯里兰卡、尼泊尔等国和台湾进行学术交流和访问,全面了解国外在水稻科研、育种、良种繁育、推广生产、稻米制品开发等情况,引进了水稻所需要的种质资源。
细细品味,水稻研究所的发展历程就如同水稻的生长发育过程,都是从最初的种子萌发到后来的硕果累累。从最初的寥寥数人,到现在有近百名教职工,近200名研究生,人才济济。从最初的稻作室发展到下设多个不同研究方向的科研团队;现已成为长江流域杂交水稻协同创新中心、杂交水稻国家重点实验室西南基地、川粮丰产高效协同创新中心、“西南作物基因资源与遗传改良”教育部重点实验室、“西南作物种质资源利用”农业部重点实验室、“作物基因资源发掘与利用”国家重点实验室(筹)、“作物生理生态及栽培”四川省重点实验室的主要支撑单位。2019年7月,省部共建“西南作物基因资源发掘与利用”国家重点实验室建设运行实施方案通过论证,省部共建国家重点实验室建设正式进入实施阶段,这将是四川省第一个农业类国家重点实验室,也是水稻所孕育多年的新生命体。
2020年2月,李仕贵教授接任水稻研究所第三任所长,他通过反复调研、讨论,确立了水稻所“有所为有所不为,围绕水稻产业链布局创新链”的课题设置思路,进一步明确了“顶天立地”的发展方向。通过个性化的分析、诊断,为每个青年教师确立研究方向,大力倡导每个教师要做“标签工作”;水稻所全体教职工都要为新时代的标志性成果齐心协力。
沐甚雨,栉疾风,川农水稻人砥砺前行八十余年,心系民生,潜心科创,前辈们缔造了川农大精神,后来人传承着川农大精神,只为实现“农业兴国”的伟大梦想。