储成才的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/储成才 中国科学院遗传发育所研究员,主要从事植物分子生物学研究

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梦想启航 精选

已有 7211 次阅读 2021-11-21 07:49 |个人分类:个人随笔|系统分类:科研笔记

      本想静悄悄地去,因为太多的不确定性。终究从基础研究的象牙塔走到农业生产教育第一线需要的不仅仅是勇气。坦白地说,对我个人,做出从中科院遗传发育所到华南农大农学院的决定是艰难的。我犹豫过,也彷徨过,但华农领导和老师的盛情相邀,团队成员义务反顾的追随,家人无私的支持和鼓励,及多名年轻学者从国内多个单位乃至英国、法国等地慕名加入,推拉着让我迈出这一步,也在很短时间组成了现在的团队。大家共有一个梦想:让绿色革命变成真正的绿色!我们责无旁贷!

    

      华南农业大学在中国现代稻作科学史和水稻基础及应用研究上具有深厚的研究与文化积淀!中国现代稻作科学之父、中国农业科学院第一任院长丁颖院士,获“感动中国人物”和“最美奋斗者称号”的卢永根院士,在杂交稻基础理论研究上作出杰出贡献的刘耀光院士。

      然而,就像屠呦呦与青蒿素一样,很多人并不知道,1956年华南农学院的黄耀祥院士就培育出第一个矮秆水稻品种——广场矮,而十年后的1966年,位于菲律宾的国际水稻所才培育出第一个半矮秆品种——IR8。矮秆品种的培育和推广导致产量的大幅度提升被称为“绿色革命”。也可以说,“绿色革命”始于华南农业大学。

    “绿色革命”导致化肥的大量施用。目前全球每年化肥用量达2亿吨,我国约占全世界化肥总消耗量的1/3,而我们的耕地面积仅占世界耕地的8%。化肥的过度施用,不仅增加农业生产成本、导致水体富营养化和土壤板结,还会以氮氧化物和氨气的形式挥发到空气中,成为雾霾的主要成分。数据显示,轻污染天气,硫酸铵、硝酸铵质量浓度总和约占PM2.5的20%,在重污染天可高达40%-60%。因此,化肥超量施用严重威胁着人民健康和生态安全。 另一方面,高产一直是育种的首要目标,由此导致了作物遗传多样性的大量丧失。特别是高肥选择导致一些重要基因资源的丢失,使主栽品种肥料利用效率大幅度降低。 

      如何从水稻资源中找回丢失的基因?我们团队利用美国农业部(USDA)在上世纪100年间收集于全球不同地理区域52个国家(地区)的早期水稻农家种资源,交叉融合遗传学、分子生物学、基因组学、计算生物学等多学科技术,鉴定到水稻氮高效基因TCP19,并发现TCP19在野生稻和贫瘠土壤区水稻品种中广泛存在,而我国选育95%的现代品种氮高效基因丢失。通过传统杂交将氮高效基因重新导入多个不同现代水稻品种,在减氮20-30%条件下产量不减,显示出该基因在作物减肥增效改良中的巨大潜力 (Liu et al., Nature, 2021)。

     种质资源是基因的来源,而基因是育种的芯片。华南农业大学在水稻种质资源收集鉴定上具有悠久历史。“中国稻作之父”丁颖院士收集保存有7000多份“丁氏稻种资源”,卢永根院士收集鉴定了近2000份普通野生稻资源,这些资源是水稻绿色发展的基因库。我们希望通过系统开展“丁氏稻种资源”的挖掘和利用,把现代育种中丢失的基因找回来,从源头核心抢占育种制高点。同时,也希望和广大的育种家合作,实现与产业需求的有效对接,创制突破性绿色超级品种,引导中国进入“少投入、多产出、保护环境”的新绿色革命(找回丢失的基因,开启新的绿色革命)。

     水稻生产总成本中肥料成本约占30%左右。广东每年水稻种植2600万亩, 农民在化肥上的花费44亿元, 如果减肥 20%,相当于节约8.8亿元,同时具有巨大的经济、生态及社会效益。而我国水稻种植面积约4.6亿亩,平均每亩施肥20-25公斤纯氮,每年肥料费用近450亿元,而且每生产1吨氮肥需 2.8 吨优质煤及1600度电能,造成 2.5 吨碳排放。如果能对主栽品种进行氮高效改良,即使化肥用量减少20%,每年仅化肥支出即可节约近90亿元,不仅可以大幅度减轻农民负担,显著减少化肥带来的生态和环境压力,也对实现我国所承诺的2060年达到碳中和目标做出巨大贡献。

     梦想从这里启航,热烈欢迎青年学者加入华农!硕士生,博士生,博士后,独立PI ......

     Building a stage for each dreamer!



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