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蔡得田:让多倍体水稻缓解粮食危机

作者:吴佳珅   编辑:王义芳    来源:科技日报  发布时间:2016/06/13

■人物档案

蔡得田,湖北大学生命科学学院二级教授,国务院特殊津贴获得者,多倍体水稻育种科学家,主持参与多项国家、省部级科研项目。武汉多倍体生物科技有限公司首席科学家。

 

 

在湖北武汉一个多倍体水稻育种基地里,一个老人在紧张忙碌着。

黝黑的皮肤,专注的神情,似乎已经和水稻融为一体。尽管已经年逾花甲,然而他精力不逊少年,依然过着家里、田间和学校三点一线的单调生活。

然而,他本人绝非枯燥无趣之人。他性格外向,口才极好,能与任何人侃侃而谈。在校园里,他是拥有众多“粉丝”的蔡老师。

他就是蔡得田,湖北大学知名教授,多倍体水稻育种科学家,熟悉他的人都亲切称呼他老蔡。

结缘:水稻育种事业融入生命

水稻是蔡得田生命中的关键词。

“我因出生于1952年土改,分到田地,父母给我取名得田以示感恩。”蔡得田这样介绍自己。亲历过三年自然灾害的饥饿,蔡得田刻骨铭心地感到粮食的重要性。似乎在冥冥之中,蔡得田教授与水稻结下毕生不解之缘:1972年原本应该学医,结果被欣赏他的招生老师安排学农学;1975年毕业后参加湖北杂交水稻协作组,见证了第一代三系杂交稻的诞生;1986年首批主持863无融合生殖水稻课题。从1999年至今,蔡得田一直专注于多倍体水稻的育种研究。

作为高校的教授,蔡得田做到了教学科研两不误。在蔡得田看来,教学和科研并不矛盾,大学教师的职责不仅是教书育人,更重要的是“要能持续学习和创新,尤其是做源头创新的驱动者”。

事实上,蔡得田钟情于多倍体水稻起因有点偶然。在美国访问时,他读到一篇关于化石生物倍性进化论文而突发灵感:主要粮棉油作物是多倍体,它们都经由二倍体进化到多倍体后产量成倍增加,那么,利用远缘杂交和多倍体双重优势选育超级稻的做法将具有广阔前途。这样突然闪现的灵光,就像那个砸中牛顿的苹果。命运和责任让蔡得田十六年如一日坚持做下去。

就这样,那些一株株饱满的稻穗一直伴随着蔡得田,见证着他从豪情壮年到花甲之年的年轮变迁。

科研:打通育种最后一公里

早在十几年前,蔡得田在多倍体水稻研究方面已经取得显著成果。

在其《二十一世纪水稻育种新战略》(其中第二作者为袁隆平)一文中,对于通过水稻远缘杂交和多倍体化结合利用基因组间和多倍体杂种优势作了详细阐述。

2003年,由袁隆平在内的四个院士和国内顶尖专家组成的专家组评价其多倍体水稻研究是“原创性育种新途径”、“居国内外领先水平”。

那么,对于大多数人,甚至一些农业专家来讲,多倍体水稻至今为何如此陌生?

蔡得田认为这涉及到两个方面:凡属源头创新的成果都是有历经曲折磨难的过程,但科学是不会骗人的,符合科学规律的东西,最后一定会成功;国内外对于多倍体水稻研究不能成功的论断已深深印在不同层次的科学家和技术人员的头脑中,“即使见到我们初显成功时,他们也未必会改变原有观念”。

与传统的二倍体水稻和杂交水稻所不同的是,多倍体水稻育种基于植物进化原理,将二倍体水稻杂交加倍而培育成多倍体新品种的育种技术。多倍体水稻植株发育高大粗壮,穗大粒大,比二倍体水稻重3/5以上,米质优,抗逆性强,增产幅度大等优点。

蔡得田介绍说,利用组织培养和染色体加倍技术,在几百个组合中最终选育出2个高结实率多倍体水稻材料,解决了多倍体水稻育种的瓶颈,使多倍体水稻育种的前景豁然开朗。

2015年,在蔡得田的指导下,选育的多倍体水稻结实率达到85%,解决了多倍体水稻结实率低的问题,多倍体水稻应用已推向最后一公里。

转型:投身产业破解难题

除了任职于湖北大学以外,蔡得田还有另一重身份:武汉多倍体生物科技有限公司首席科学家。

“科研与市场应该更好地结合。”蔡得田说,单纯的科研难以解决粮食短缺的实际性问题,只有做到产学研一体化,把美好的产品惠及百姓,尤其是通过推广应用多倍体水稻才有可能实现缓解粮食危机的目标。

作为全球迄今唯一以“多倍体生物”为专业的企业,武汉多倍体公司与湖北大学合作组建了“武汉市多倍体生物育种研究工程技术中心”。在谈及与该公司董事长陈柏林的合作时,蔡得田认为这是一种科研与企业的互补型合作,“我们都有做实事的心愿,都在农村长大,知道农民的痛苦与期盼,都有为农业农民做贡献的心愿”。

2014年,在蔡得田科研团队指导下,该公司参加第二届中国农业科技创新创业大赛并获奖,多倍体水稻生物育种技术已受到科技相关部门的关注。

目前,依托蔡得田及其团队,武汉多倍体生物科技有限公司在多倍体水稻的研究和育种上已取得重大进展,获得5000多个多倍体水稻材料,200多个优良品系,近10个可进行品种区试的品系。“更为重要的是,多倍体水稻亩产稳定,结实率达到80%以上,已经突破困扰业内几十年的瓶颈。”蔡得田说。

前景:多倍体水稻关乎国家战略

民以食为天。

粮食产量的稳定和质量直接影响到一个国家的粮食安全。目前,农药化肥和除草剂过度施用,工业化进程带来的环境污染,让不少人对食品心存畏惧。

多倍体水稻具有大幅增产、适应性广、多抗病虫的优势,且粒大质优,蛋白质含量高达14%,从外观形态到可食性方面都优于二倍体水稻。此外,与转基因具有本质区别的是,多倍体水稻是水稻基因组的加倍和重组,不涉及生物安全性评价风险,育出的品种可以立即大面积推广应用。

2013年,袁隆平等三位院士在观看了多个高结实率的四倍体水稻株系后,对常规多倍体水稻品种的结实率能达到80%以上倍加赞赏,指出这是水稻育种的一个重大突破,希望尽快选育出不同类型的多倍体常规品种和杂交组合。

蔡得田期待政府单列专项,拿出等同1%的转基因专项的经费支持多倍体水稻研发、组建联盟,在一个较短时间内会有许多研究人员及企业家投入其中,一个增产15%—20%的多倍体水稻生产体系将持续作用,这将极大缓解甚至消除中国乃至世界的粮食危机。“多倍体水稻育种被称为新一次绿色革命,是一个育种大工程。虽然多倍体水稻的成功标志是品种审定和大面积示范种植,但如同杂交水稻从常规育种革新那样,政府的特别重视和推动,将是新的多倍体水稻应用的催化剂。”

稻花香里说丰年,这是古人描绘的场景。而在蔡得田看来,一个稻香飘溢的丰年应该是这样的:以大幅增产提质的多倍体水稻为代表的多倍体生物问世,以多倍体品种为核心,以生物防治为重点,农肥菌肥绿肥为基础的全面绿色生态农产品模式全面推开。

科技日报:http://www.ncut.edu.cn/xuan/newsfiles/mtgd/2014/31.shtml


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