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中國科學院院士錢前40余年潛心水稻種質資源領域——

研究“奇形怪狀”植株 打開“基因寶庫”大門(弘揚科學家精神)

本報記者 孫海天
2026年04月22日06:00 | 來源:人民網-人民日報222
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  錢前在收集水稻種質資源材料。
  受訪者供圖

  人物小傳

  錢前,1962年3月生,安徽安慶人,中國科學院院士,水稻種質資源專家,現任海南崖州灣國家實驗室副主任。他長期從事水稻遺傳資源發掘、重要農藝性狀遺傳基礎解析及分子育種研究,帶領團隊創制了大規模的水稻突變體庫和遺傳分析材料,並向國內外上百家單位開放共享﹔主持構建了國際領先的水稻遺傳研究平台,相關成果獲國家自然科學獎一等獎、二等獎,國家科技進步獎二等獎等。

  

  海南三亞南繁育種基地內,科研人員干勁十足,一身汗一腳泥……不久前,由中國科學院院士錢前領銜培育的新型水稻“小薇”,在試驗田裡迎來豐收,實現畝產超400公斤。這種身高不足30厘米的超矮稈水稻,蘊含著巨大潛力:不僅適合高密度的工廠化“垂直農場”,更在問天實驗艙完成了太空旅行,為未來的“太空農場”播下了希望。

  從一株奇特的“小矮稻”,到廣袤宇宙的“太空農場”,這背后,是錢前在水稻種質資源領域四十余載的漫漫求索。

  創制包含近5萬份材料的水稻突變體庫

  追求完美的基因——更高產、更健壯,在傳統種質研究中似乎是天經地義的。但在錢前的試驗田裡,他卻對那些“病歪歪”“瘦弱”“奇形怪狀”的植株情有獨鐘。

  “經常有人開玩笑,說別人的水稻都又高又壯,你怎麼淨挑這些不起眼的?”但在錢前看來,這些性狀各異的“異類”,卻是基因多樣性最直觀的體現。他舉例說:“經典病例往往是某個醫學領域的突破口。農學也是如此,一株水稻如果長得很健康,反而找不到研究的抓手。但通過精細研究‘奇形怪狀’的突變體,就能知道是哪個基因出了問題,從而理解它的正常功能。一個突變體就是一把鑰匙,能打開一扇基因功能的大門。”

  1998年,在種質資源圃裡,一株名為“寶大粒”的水稻材料,讓錢前眼前一亮。“它幾乎與我等高,穗大稈壯、籽粒飽滿,在田間格外醒目。”

  當時,基因克隆技術尚不成熟,但錢前敏銳地意識到,這個有著極端性狀的“巨無霸”,可能隱藏著調控產量的關鍵密碼。經過連續多代的雜交回交和精細定位,團隊最終成功克隆了控制粒型的關鍵基因GS2,為水稻高產育種提供了全新的分子靶點。

  從與眾不同的視角出發,錢前帶領團隊年復一年地在田間實踐,最終創制了包含近5萬份材料的水稻突變體庫。“它就像一個巨型的圖書館,珍藏著水稻幾萬個基因的神奇故事,能讓科研人員快速找到研究抓手,把復雜的性狀拆解開來。”錢前說。

  為什麼要如此執著於收集和創造這些千奇百怪的“基因”呢?

  “地球曾經歷過無數次災難,但生命總能延續,奧秘就在於基因的多樣性。”錢前解釋說。在他看來,每一個看似微不足道的基因,都可能蘊含著應對某種未知挑戰的獨特密碼——有的能抵御干旱,有的能耐受鹽鹼。守護和豐富基因多樣性,就是在為未來可能出現的各種危機儲備寶貴的解題方案。

  “我們不知道未來會面臨什麼,但應對方案很可能就藏在這些看似不起眼的基因裡。”錢前說。

  共享水稻遺傳變異材料,助推水稻育種水平提升

  水稻突變體庫創制的背后,是數十年如一日的艱辛積累。從上世紀90年代起,錢前團隊就率先利用遺傳誘變構建了大量水稻遺傳變異材料,建立起了高產、優質、高抗水稻分子育種親本資源庫,以及國際上第一套籼稻背景的近等基因系。

  “每一個材料的創制,都非常艱難。”錢前說,酷暑之下,水稻田裡的溫度常常能超過40攝氏度,“我們頂著烈日,像尋寶一樣一棵苗一棵苗地找出來,像照顧孩子一樣一粒種子一粒種子地收回來。”然而,面對這些凝結了無數心血的寶貴材料,他卻做出了一個令人欽佩的決定:開放共享。

  “說沒有顧慮,是不可能的。”錢前坦言,“但在當時的環境下,我們雖然找到了很多‘鑰匙’,卻發現需要打開的‘鎖’更多,技術手段跟不上、無從下手。與其讓這些寶貴的材料埋沒在自己手裡,不如分享給大家,讓更多人參與進來,共同推動整個學科的發展。”

  為了將這一想法落到實處,他不僅向國內外上百家單位分發材料,還牽頭舉辦了四屆全國水稻突變體、功能基因組及生物技術育種研討會。在那時,許多科研團隊都在各自的角落裡埋頭苦干,是錢前主動搭建起這座橋梁,讓天南海北的同行們得以齊聚一堂,分享交流。

  “在人類科學發展的漫長歷程中,開放合作共享始終是推動科學進步的根本動力。”錢前說,“水稻研究也是如此,關起門來是行不通的。”

  山東農業大學王永紅教授對此深有感觸。錢前共享的水稻突變體庫裡,有很多“奇奇怪怪”的水稻材料,譬如單蘖突變體、懶苗等。2006年,她還在中國科學院遺傳與發育生物學研究所時,正是利用其中一個名為“葉序失常”的突變體,首次從分子層面揭示了水稻葉片按序生長的調控機制。

  得知這一成果,錢前第一時間發出祝賀。“看到大家利用我們的材料做出了好成果,我們由衷地感到高興。隻有這樣,才能真正推動水稻的育種水平快速提升。”錢前說。

  努力建設野生稻種質資源圃,挖掘其中的優異基因

  1983年的冬天,大學畢業的錢前作為中國水稻研究所的南繁人員,第一次踏上海南的土地。他背著行李,拎著裝滿種子和農具的箱子,坐火車、換汽車、再乘輪船,顛簸數日才抵達。迎接他的,是借住在老鄉家裡的簡陋床鋪和“低頭一身汗,抬腿兩腳泥”的田間勞作。

  艱苦中亦有發現的樂趣。

  他第一次吃到當地的青皮香蕉,“我以為是生的,做好了滿口澀味的准備,沒想到入口奇香。”出於好奇,他專門查閱地方志,了解到這是當地特有的一種土香蕉。“當時我就想,一定要把這些優異的種質資源保護好、利用好。”

  一個朴素的念頭,在他心中埋下守護“基因寶庫”的種子,這份初心,伴隨他走過了43年。

  “頭頂烈日做雜交、做調查,這是我們的常態。農業科研人員,一定要日復一日把一件事做到極致,才能有所收獲。”40余年來,錢前像候鳥一樣,冬天在海南,夏天在杭州,“一年當兩年用”,把全部精力都投入到一粒粒小小的種子裡。

  如今年過花甲,本可放慢腳步,但他卻選擇再次出發。在三亞崖州灣科技城高新區這片科創新城裡,他擔任起崖州灣國家實驗室副主任,全身心投身“南繁硅谷”的建設。他的新目標,是帶領團隊建設全球規模最大、保存能力最強的國家野生稻種質資源圃,更要把這些種質資源裡蘊含的優異基因挖掘出來,應用到育種實踐中去。

  “野生稻研究困難重重,難種、難收、難鑒定。”錢前說,“但每次看到田裡那些年輕的身影,我都會想,困難總會過去,只要堅持,就能看到希望。”

  “歷次重大的育種突破,都離不開對優異種質資源的挖掘。袁隆平先生的雜交水稻,最初的突破點就來自在海南三亞發現的一株野生稻雄性不育株。”錢前表示,他現在守護的,正是未來中國乃至世界水稻育種的“基因寶庫”。

  “隨著城市化和現代農業的發展,野生稻的棲息地正急劇萎縮。我剛工作時,海南的沼澤地裡還能找到成片的野生稻,現在幾乎看不到了。”錢前說,野生稻中蘊含著大量栽培稻早已丟失的寶貴基因,它們的消失,意味著人類可能會失去應對未來危機的某些可能性。“我們要爭取把這些多樣性的基因資源保護好、研究透。”

  從發現一株奇特的稻苗,到建立一個龐大的基因寶庫,錢前用幾十年的堅守詮釋了他的科研夢想。如今,他正帶領著更年輕的團隊,奔跑在南繁這片希望的田野上,為未來播撒著新的希望。

  《 人民日報 》( 2026年04月22日 06 版)

(責編:岳弘彬、牛鏞)
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