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　　產(chǎn)量上去了，米的品質(zhì)不一定好；好吃的米，不一定抗病蟲(chóng)害……到底世界上有沒(méi)有完美無(wú)缺的水稻呢？
　　這是中科院院士、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員李家洋一直在思考的問(wèn)題。多年來(lái)，李家洋團(tuán)隊(duì)一直在試圖通過(guò)科技的手段，尋找種出“完美”水稻的方法。
　　10月30日至31日，中科院遺傳發(fā)育所在江蘇省沭陽(yáng)縣青伊湖農(nóng)場(chǎng)組織專(zhuān)家組對(duì)手工栽插田塊和直播田塊的“嘉優(yōu)中科”1號(hào)水稻進(jìn)行了實(shí)收測(cè)產(chǎn)，平均畝產(chǎn)分別達(dá)913公斤和909.5公斤，并對(duì)1.4萬(wàn)多畝“嘉優(yōu)中科”1號(hào)田塊進(jìn)行了考種，平均理論畝產(chǎn)可達(dá)900公斤。
　　站在豐收的試驗(yàn)田里，李家洋感到，他們?yōu)橹畩^斗了數(shù)年的夢(mèng)想，正在“照”進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
　　常規(guī)育種的尷尬
　　我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，水稻、小麥等主要作物的持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，對(duì)保障我國(guó)糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略意義。
　　自古以來(lái)，長(zhǎng)江中下游稻區(qū)就是我國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)之一，歷史上一直是水稻育種水平和生產(chǎn)水平非常高的地區(qū)。
　　“但近20年來(lái)，該地區(qū)水稻產(chǎn)量進(jìn)入一個(gè)緩慢增長(zhǎng)期。”中科院遺傳發(fā)育所所長(zhǎng)楊維才說(shuō)，“主要表現(xiàn)為產(chǎn)量與早熟、品質(zhì)、抗病蟲(chóng)害和抗逆性等其他優(yōu)良性狀之間的矛盾，尤其在目前的高產(chǎn)栽培條件下，個(gè)體和群體的矛盾、產(chǎn)量和生育期的矛盾更加突出?！?br/>　　與此同時(shí)，常規(guī)育種也遭遇了發(fā)展瓶頸。面臨育種周期長(zhǎng)（一般需要10年左右）、品種間遺傳多樣性狹窄、效率較低、存在盲目性和經(jīng)驗(yàn)性等問(wèn)題，農(nóng)業(yè)科技工作者已經(jīng)越來(lái)越難選育出突破性的優(yōu)異品種。
　　幸而，基因組學(xué)、計(jì)算生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、合成生物學(xué)等新興學(xué)科在近年來(lái)的快速發(fā)展，為解析生物復(fù)雜性狀的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了機(jī)遇，也為育種技術(shù)的創(chuàng)新帶來(lái)了新的希望。
　　種出一棵“完美”水稻
　　2013年8月，中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)（A類(lèi)）“分子模塊設(shè)計(jì)育種創(chuàng)新體系”啟動(dòng)。通過(guò)4個(gè)項(xiàng)目、12個(gè)課題、64子課題和144個(gè)任務(wù)專(zhuān)題，2100多名科學(xué)家試圖利用最新的科技手段，掀起一場(chǎng)育種革命。
　　“農(nóng)業(yè)要做得好，種業(yè)是關(guān)鍵。”李家洋說(shuō)，“一顆種子看起來(lái)很小，但要真正把它做好并不容易，具有很高的科技含量。我們感到，中科院作為國(guó)家農(nóng)業(yè)科技方面的一支重要戰(zhàn)略力量，有責(zé)任在傳統(tǒng)育種技術(shù)革新的進(jìn)程中發(fā)揮作用?！?br/>　　在先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)的支持下，李家洋團(tuán)隊(duì)與浙江省嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)院合作，針對(duì)長(zhǎng)江中下游稻區(qū)水稻品種單產(chǎn)長(zhǎng)期徘徊不前、品質(zhì)較差、抗病性弱、主栽品種退化嚴(yán)重等問(wèn)題，運(yùn)用“分子模塊設(shè)計(jì)”育種的理念和技術(shù)，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，育成了具有超高產(chǎn)、早熟和抗稻瘟病的“嘉優(yōu)中科”1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)三個(gè)雜交粳稻新品種，分別通過(guò)2016年上海市、江西省和浙江省審定，同時(shí)“嘉優(yōu)中科”系列后續(xù)新組合也正在參加國(guó)家及不同省份的區(qū)試。
　　今年，李家洋團(tuán)隊(duì)與江蘇當(dāng)?shù)仄髽I(yè)合作，在青伊湖農(nóng)場(chǎng)布置了“嘉優(yōu)中科”1號(hào)1.4萬(wàn)多畝示范片及“嘉優(yōu)中科”系列品種的小面積示范，并向周?chē)椛淞私?萬(wàn)畝的種植面積。
　　“嘉優(yōu)中科”系列是具有引領(lǐng)作用的模塊新品種，在普通農(nóng)民眼中，它們是水稻中的“尤物”。這些新品種不僅具有理想株型超級(jí)稻株葉形態(tài)，還集高產(chǎn)、多抗、早熟、矮稈抗倒等優(yōu)點(diǎn)于一身。它們既實(shí)現(xiàn)了水稻超高產(chǎn)和抗性提升的完美結(jié)合，又實(shí)現(xiàn)了種植區(qū)域北移，在長(zhǎng)江中下游地區(qū)有著廣闊的推廣前景。
　　用工業(yè)設(shè)計(jì)的方法種糧
　　用李家洋的話(huà)說(shuō)，“分子模塊設(shè)計(jì)”就像組裝一臺(tái)電腦。通俗地說(shuō)，人們想要什么樣的水稻，育種專(zhuān)家就可以把相關(guān)的水稻基因模塊組合在一起，培育出滿(mǎn)足需要的種子，“就跟在工廠(chǎng)里生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品一樣方便”。
　　與常規(guī)育種技術(shù)相比，“分子模塊設(shè)計(jì)”育種不僅克服了育種周期長(zhǎng)、偶然性大和育種效率低下等缺點(diǎn)，還可以對(duì)當(dāng)前品種的缺點(diǎn)進(jìn)行精確改良，實(shí)現(xiàn)多個(gè)優(yōu)良性狀的聚合。李家洋希望，隨著項(xiàng)目的進(jìn)一步推進(jìn)，未來(lái)有望針對(duì)特殊人群，比如糖尿病人等，培育出滿(mǎn)足個(gè)性化需求的水稻。
　　專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施4年來(lái)，已初步建立了從“分子模塊”到“設(shè)計(jì)型品種”的現(xiàn)代生物技術(shù)育種創(chuàng)新體系，是顛覆傳統(tǒng)育種技術(shù)的大膽實(shí)踐和成功探索。未來(lái)除水稻外，還將針對(duì)小麥、鯉魚(yú)等農(nóng)副產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效多模塊的有效組裝，創(chuàng)建新一代超級(jí)品種培育的系統(tǒng)解決方案和育種新技術(shù)，為保障我國(guó)糧食安全提供核心戰(zhàn)略支撐。
　　就像中科院植物所黨委書(shū)記種康說(shuō)的那樣：“我們的目標(biāo)不是僅僅培育幾個(gè)新品種，而是要在理論上有突破，促進(jìn)傳統(tǒng)育種技術(shù)體系的升級(jí)換代，引領(lǐng)分子育種，保障國(guó)家糧食安全。”
　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2017-11-01 第1版 要聞)