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院士刘耀光:知其所以然 杂交稻不难

来源:广州日报  作者:徐静  2019-01-25 09:12:10


刘耀光


杂交水稻对中国人来说绝对是耳熟能详,但对于杂交水稻的育性是如何受基因调控,从而实现大规模杂交制种?这就是刘耀光要探知的最重要科学问题。刘耀光是恢复高考后的首批大学生,他在华南农业大学开始大学生涯,出国留学后回到华农工作。多年来,他扎根植物育性发育的分子遗传和基因工程研究,取得一系列突破性成果。

通过二十多年的潜心研究,刘耀光在这个领域取得了显著成绩,并于2017年当选中国科学院生命科学和医学学部院士。这是华南农业大学培养的第12位院士,随着他的当选,关于“一门三院士”的佳话开始流传——中国现代稻作科学的奠基人丁颖是卢永根的老师,刘耀光又是卢永根的学生,他们先后当选中国科学院院士。

追根问底:研究杂交水稻遗传基础

在中国,人们对杂交水稻并不陌生。上世纪七十年代,在全国多个育种单位的共同努力下,我国成功培育出三系杂交水稻,即由不育系,保持系和恢复系组成的杂交制种技术体系。如今,中国杂交稻已推广应用到30多个国家,增产幅度达到20%以上。

不过,在最初,尽管人们能成功研制杂交水稻,但水稻杂交育种材料育性调控的内在道理却还没人能说得清。而研究杂交水稻为何能成功杂交背后的分子遗传基础,就是刘耀光的工作。

“我们在杂交稻育种应用上取得了巨大的成功,但如何进行杂交稻的育性转换、育性控制是不清楚的。”刘耀光说,“做科研,我们就是要追根问底,既要知其然,也要知其所以然。”

在某种程度上,这是一场科研上的“赛跑”。杂交稻的育性控制研究难度很大,国际上很多实验室都在尝试解决。尽管遇到不少困难,但刘耀光在努力过程中也不断有新的发现,在国内外发表了一系列论文,获得了10多项专利。他连续多年成为学术界论文的“高被引学者”。他们确定了能够控制水稻育性的基因并阐明了作用机制,若将这一研究成果用于实践,无疑将大大缩短育种时间,提高效率。

由于远缘水稻杂交后育性低,难以产生种子。刘耀光在解决如何让远缘杂交稻能正常结实的问题,也进行了开创性的研究,并取得突破性进展,此成果有望提高杂交稻的产量。

近年来,刘耀光所带领的课题组佳绩频传,除了杂交稻育性研究成果,还在全球率先培育出胚乳富含花青素的“紫晶米”和富含虾青素的“赤晶米”。

薪火相传:“一门三院士”传为佳话

1977年,刘耀光成为恢复高考后的第一批大学生,进入华南农业大学遗传育种专业学习。大学毕业后,刘耀光在工作岗位上继续学习,1984年考上了华南农业大学卢永根教授的研究生,获得了选派出国留学的机会,分别在日本香川大学和京都大学攻读硕士和博士学位。博士毕业后,刘耀光在日本一家植物生物技术研究所又工作了5年。

虽身在海外,刘耀光仍与恩师卢永根院士保持书信来往,从未忘记恩师的教诲。1996年6月,刘耀光回到了母校华南农业大学,开启他科研工作的新里程。“当时我也没有过多的想法,卢老师告诉我学校建立了一个遗传工程研究室,我就回来了。当时实验室只有一些基本的研究条件,和国外有较大的差距,但现在我们国内很多实验室的研究空间、仪器、设备和经费甚至比国外都要好。”刘耀光感慨地说。他说要与外国的同行竞争,与时间赛跑。他渊博的知识、活跃的思维、高超的试验设计能力和技术以及忘我的拼搏精神,得到国内同行的尊重和信任。

值得一提的是,华农作物遗传育种专业一门三院士。丁颖是中国现代稻作科学的奠基人,农业高等教育先驱。1955年当选为中国科学院学部委员(院士)。丁颖院士的学生卢永根教授长期从事水稻遗传学研究,1993年当选中国科学院院士;卢永根院士的学生——刘耀光2017年当选中国科学院院士。有华农老师表示,这正是华农人不忘初心方得始终传承“丁颖精神”的集中体现。刘耀光说,“一门三院士”的说法让他深感荣幸,丁颖院士和卢永根院士都是他学习的榜样。“这是一种科学精神的传承,作为接力棒,我希望把这份薪火传递下去。”

坚持不懈:把冷门研究做成热门

对于当选为中科院院士,刘耀光认为这只是对他提出了更高的要求。“科学是无止境的,解决了一个问题,就会出现新的问题,个人的力量虽然有限,但我会继续探索,希望还能有新的发现。”在这一研究领域,刘耀光和他的团队给出的是世界级研究成果,为中国在该领域研究的领先地位做出突出重要的贡献,使人们对植物育性调控的理解越来越深入。“刘院士带领团队坚持20多年,把冷门研究做成热门,这是最难得也最让我感动的。” 刘耀光的学生、如今已经是华农“珠江学者”特聘教授的陈乐天说。

陈乐天告诉记者,“刘老师做科研非常细致,对实验的任何一个细节都非常关注。他甚至会知道学生构建载体时具体用的是哪个酶、酶切位点是什么、设计的引物是什么。有时可能学生自己都忘了自己之前做了什么实验,但刘老师就会记得。”

刘耀光的博士生唐辉武介绍,刘耀光老师的研究方向其实很多人都曾经做过,但能坚持下来的并不多,正是这种坚持的精神成为他学习的榜样。在博士生赵延昌看来,刘老师给人的感觉很和蔼,而在科研上,刘老师非常严格,他要求学生定期跟他汇报他们近期做的事情,对学生的课题他一定要了解得很透彻,生怕学生走错了方向。

刘耀光

植物遗传学家,华南农业大学教授。主要从事植物育性发育的分子遗传和基因工程研究,研究成果为作物杂交育种提供了理论指导和技术支撑。1997年获“国家杰出青年基金”,2002年受聘教育部“长江学者”特聘教授,2004年获全国五一劳动奖章,2012年入选广东省“南粤百杰”,2014年获“全国优秀科技工作者”称号,2017年当选中国科学院院士。

创新感言

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