【大发时时彩大发彩神APP通安卓app_大发时时彩大发彩神APP通安卓app官网】 “舌尖上的革命”登上国家科技最高领奖台

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2018-01-09 09:00 来源: 中国青年报

1月8日,另一个多和“吃”有关的科学研究登上了我国科技的最高领奖台,项目全称听上去略一些拗口:“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”(以下简称分子设计育种),但研究的问题却很接地气,即破解粮食生产“优质不高产,高产不优质”矛盾问题,说白了不仅让老百姓吃饱,有就让 要吃好。

很长一段时间以来,都都都还都可以走进公众视野的农业新闻,往往是诸如“水稻产量打破世界纪录”“玉米产量再创历史新高”等产量突破的报道。但在现今这种 粮食严重不足问题不再突出的时代,“量上去了,品质咋样”的追问,被太大地抛出来。

当天,由中科院院士、中科院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋领衔的分子设计育种项目团队摘得了2017年度国家自然科学一等奖,这是中国自然科学领域的最高奖。

我国著名遗传学家、5006年度国家最高科技奖获得者李振声院士是该项目的推荐人,我说,将会用励志的话 来评价这种 项目,即“引发一场新绿色革命的开端!”

第三次绿色革命之问:不仅要吃饱有就让 要吃好

说起绿色革命,亲戚亲戚我们歌词 都最为熟悉的莫过于杂交水稻,我国以袁隆平院士为首的科研团队完成的杂交水稻技术突破,有就让 第二次绿色革命的代表。

而第一次绿色革命,则要追溯到上世纪500年代,由美国植物病理学家诺曼·E·勃劳格开创。李振声将这次革命的成果简称为“矮化育种”。

20年前,李振声在时任中国农业部部长何康的一次家宴上见到了勃劳格,并单独向他请教了绿色革命的起因。

勃劳格告诉李振声,他在一些国家调研发现,随着化肥的几瓶使用,小麦等作物产量得到了暂时提高,但将会植株太高,出先了倒伏问题,有时反而造成减产,想要问题这么突出,甚至严重影响了产量的提高。

于是,勃劳格最终育出丰产、抗锈小麦品种。该品种推广后,墨西哥从就让的小麦进口国,一跃成为位居世界第二的小麦出口国,一起去这项技术还引发了一次世界性的小麦增产。勃劳格此人 有就让 被誉为“绿色革命之父”,还一度被称作“拯救世界饥饿的第一人”,并于1970年获得诺贝尔和平奖。

这是第一次绿色革命。第二次有就让 袁隆平运用超级杂交稻的技术成果,“用3亩地,能都都还都可以产出4亩地粮食”,大幅提高我国水稻单产和总产量。袁隆平有就让 被海内外誉为“杂交水稻之父”。

不过,随着生活水平的不断提高,亲戚亲戚我们歌词 都对粮食的“质量”提出了新的要求,“不仅要吃饱,有就让 要吃好,时需吃健康的食品”。以水稻为例,高产的往往品质差、抗病虫害能力低,但哪几种性状好的水稻,却又常常不高产。中科院遗传发育所所长杨维才说,尤其在目前的高产栽培条件下,个体和群体的矛盾、产量和联 育期的矛盾更加突出。

第三次绿色革命应运而生。而李振声眼中第三次绿色革命的开端,有就让 李家洋团队的“分子设计育种”。

高产与优质:鱼与熊掌难以兼得?

从宏观上来看,科学家要找到水稻质与量的“完美协调点”;而从微观层面来看,科学家有就让 要找到决定这种 协调点的“基因”将会说“分子”。

李家洋说,不同品种的水稻有不同的社会形态,有的抗倒伏,有的抗虫,有的更高产……哪几种社会形态通常由一些基因决定。可到底是谁在某一方面拥有与众不同的优势,人类此前从不清楚。有就让 ,想要调和水稻“质”与“量”的矛盾也从不易事。

“将会某另一个多基因对应另一个多性状,上万个基因组合在一起去加以变化,对应的性状网络,将会有就让 另一个多天文数字!”李家洋说,要真搞清楚基因和性状的对应关系十分困难。

这也是摆在世界育种科学家转过身的一道问题,题目从太难描述,决定水稻产量和品质的主要因素也十分清楚,前者包括“穗数”“每穗粒数”“粒重”,后者包括“黏稠度”“直链淀粉含量”以及“糊化温度”。

不过,哪几种分子决定“穗数”,哪几种分子决定“每穗粒数”,哪几种分子决定“粒重”,又有哪几种分子决定“黏稠度”等等,就不得而知了。这有就让 李家洋团队要破解的“基因密码”。

这当然离不开基因组学、计算生物学、系统生物学、合成生物学等新兴学科近年来的快速发展。李振声谈起这种 项目也反复提到,李家洋团队都都都还都可以取得这方面的突破,和该团队在基因测序、基因定位、基因克隆技术、基因功能研究等方面的长期宽裕积累不无关系。

如今获奖的这种 研究项目实在含晒 多个科学发现,这其中最让李家洋得意的,还是找到了“关键的基因”——IPA1,这是调控理想株型的分子模块,有了它就能让水稻的茎秆更粗壮,穗子大、谷粒大,哪几种是高产重要的性状。

接着,他的团队又找到了Wx和ALK基因,前者主要调控“直链淀粉含量”和“黏稠度”,后者则主要调控“糊化温度”,而一些一些基因则在调控网络中起微效的调节作用。

李家洋团队也将会哪几种发现,不断走向科学舞台的中央——

团队主要研究成果发表在Nature、Nature Genetics、PNAS、 Plant Cell等国际知名学术刊物,发表论文120多篇,累计影响因子大于50000,被SCI引用50000余次,其中8篇代表性论文引用超过2500次。

团队的代表性研究成果“揭示水稻理想株型形成的分子调控机制”和“阐明独脚金内酯调控水稻分蘖和株型的信号途径”分别入选“2010年度中国科学十大进展”和2014年度中国科学十大进展”。

分子设计育种:搭积木一样“组装”优势基因

这种 分子育种技术和传统育种技术有很大不同,李家洋打个了比方——

常规育种好比在相亲时“海选”:“科学家谁能谁能告诉我哪个基因控制哪个性状,都都还都可以都都还都可以靠经验,通过最后的结果说明哪几种基因组合是好的,这种 过程非常漫长。”

如今的分子育种则是从经过层层筛选就让的优秀“对象”里选取:科学家知道“哪几种基因在控制哪几种性状”后,就像搭积木一样,将超高产、品质改良和抗性提升等优势基因“组装”起来,杂交出五种前所未见的超级水稻。

李家洋团队成员之一、中科院遗传发育所副研究员刘贵富说,常规育种时需7至8年都都还都可以选出育种材料,分子育种技术能将其缩短到3至4年甚至更短,实现了快速、定向、高效培育系统改良的作物新品种,实现“精确育种”。

这有就让 科学进步的结果。

多年前,李家洋团队在江苏沭阳县青伊湖农场培养了水稻新品种——嘉优中科1号,在就让过去的2017年,嘉优中科1号实收测产的结果为平均亩产911.3公斤,比当地主栽品种亩产增产500公斤以上。

这因为,李家洋团队将会突破传统育种技术,走出了分子育种的新路。换成早期寻找调控分子的研究时间,李家洋团队花了近20年,才培育出“既有南方籼稻产量,又有北方粳稻品质”的新品种杂交水稻。

长江中下游地区自古是中国水稻的主产区之一,水稻的驯化和传播正起源于此地。如今来看,水稻的未来将会也将被中国人率先改写。

按照李家洋的说法,接下来他的团队还将朝着“量身定制”方向努力,比如,针对糖尿病人等特殊人群,能都都还都可以找到那个“关键分子”,有就让 设计研制高抗性淀粉的水稻。

他还希望赋予米饭从“主食”跨界“营养品”的双重身份,这就时需研发出锌、铁、叶酸等重要营养元素含量高的水稻新品种。再往后,就要看人类对“吃”还有啥新要求了。

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作者: 中国青年报   [责任编辑: 钟艳平]