沃野追梦人：傅向东——解码水稻基因的科研匠者

新华网北京6月16日电 题：傅向东——解码水稻基因的科研匠者

当微风拂过小满时节的初夏，在夏熟作物籽粒渐趋饱满的日子里，新华网记者探访了中国科学院遗传与发育生物学研究所。

“创新为民，惠泽五州”，在中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所副所长（主持工作）傅向东那间略显紧凑的办公室里，这幅题字格外引人注目。

“这是共和国勋章及国家最高科学技术奖得主、小麦遗传育种专家、中国科学院院士李振声先生亲笔题写的。”傅向东介绍道，“其内涵是科学研究应当服务于国家、造福于民众，乃至为全人类作出贡献。”这亦成为傅向东毕生献身科研事业的初心与使命。

“若错过这一契机，恐抱憾终身”

傅向东对遗传学的浓厚兴趣萌发于浙江省龙游溪口中学，彼时正值上世纪八十年代，他在那儿度过了意义非凡的中学岁月。

生物课堂上，人类ABO血型的遗传规律引发了傅向东对基因世界的探索欲望。“A型血父亲与B型血母亲所生的子女，可能呈现A型、B型、AB型乃至O型血型。这究竟是何缘由？我深感疑惑！”傅向东回顾道。

正是凭借这份探索热情，傅向东选择了武汉大学生物系遗传学专业，由此开启了毕生追寻的科研征途。

2005年，傅向东在英国约翰英纳斯中心完成博士后研究后，毅然决定归国。彼时，中国科学院遗传与发育生物学研究所的科研条件尚待改善。

“二十年前，我国与西方国家的科研水平差距显著。我初到遗传发育所时，这里仅有两间简陋的铁皮房，实验设备、操作台、办公条件均十分简陋，无论科研环境还是场地设施都难以与国外相提并论。”傅向东回顾道，“然而，国家高度重视科研工作，持续加大投入力度，这让我看到了曙光。彼时我抱着‘放手一搏’的心态，正是源于对国家经济腾飞的信赖，对国内科研前景的坚定信心。”

令傅向东始料未及的是，归国后仅一两年便获得了500万元的研究经费，远未等到五年期限。“国家确确实实在大力扶持科研事业，2000年后回国发展的众多科研工作者，其研究项目推动了国内植物学科的整体跃升。现如今，我国植物学科已跻身国际前沿，近五年国内科研人员发表了大量高水平学术论文，充分展现了我国基础研究实力与自主创新能力的显著增强。”傅向东表示，“如今再回首，我认为回国的抉择无比正确。若错过这一契机，恐抱憾终身。”

“突破‘绿色革命’，迈向更远征程”

“上世纪30年代，科学家已发现赤霉素能够促进植物生长发育，但其调控的具体机制尚不明确，而我所在的实验室正是专注于赤霉素调控机制的研究。”傅向东阐释道。

上世纪60年代，以降低农作物株高、半矮化育种为标志的首次“绿色革命”，使全球水稻和小麦产量实现翻番，有效解决了温饱难题。“这在当时极大地推动了全球水稻产业的蓬勃发展，堪称了不起的壮举。”他评价道。

然而，半个多世纪后的今天，“绿色革命”后的水稻、小麦却让农学领域的学者面临新的挑战。

半矮化农作物株高降低后对化肥敏感性下降，氮肥利用效率也随之降低，农民大量施用肥料，却未能获得预期产量，同时引发了一系列环境问题。

“我们提出了一种观点：当时的‘绿色革命’并非真正意义上的绿色革命，而是一种高能耗的生产模式。”傅向东指出，“当时全球范围内无人认同这一观点，但我们通过自主实验，构建了携带‘绿色革命’矮秆基因与不携带该基因的水稻和小麦近等基因系，系统比较了矮秆基因对生长发育及氮素代谢的影响，证实植株矮化后的氮素吸收与同化能力确实有所下降。研究表明，矮化育种过程确实伴随着大量化肥的施用，尽管携带‘绿色革命’矮秆基因的水稻和小麦分蘖数增多，但每穗种子数量却减少了。”

如何在矮化品种保持高产抗倒伏优良性状的前提下提升氮素利用效率？或者在维持现有施肥水平不变的情况下增加每穗穗粒数？能否突破“绿色革命”，迈向更远征程？这成为萦绕在傅向东心头的重要课题。

历经多年科研攻关，傅向东率领团队成功定位了与植物氮素吸收及利用效率密切相关的基因GRF4，从分子层面阐明了“绿色革命”矮秆育种伴随氮肥利用效率降低的内在原因，并提出了相应的解决方案。

在此基础上，傅向东团队以水稻产量性状对氮素营养的响应为突破口，成功克隆了赤霉素与氮素协同调控水稻分蘖的关键基因NGR5，揭示了NGR5介导的赤霉素信号传导途径调控水稻氮肥利用效率的表观遗传调控分子机制。

迄今为止，傅向东团队发掘的优异基因已被多家育种单位广泛采用，成功培育出150多个水稻新品种，累计推广种植面积超过1亿亩。

“将成果书写在祖国的田野上”

今年五月底，傅向东从河北沧州与江苏盐城两地考察归来。回顾中国科学院遗传与发育生物学研究所在盐碱地上的研究传承历程，傅向东印象最为深刻的当属2006年春天，“那是李振声先生首次带我走进麦田，距今恰好二十年。李先生为让我全面了解农业生产实况，亲自带我深入田间，辗转石家庄、沧州、南皮等地。当时麦子尚未成熟，青青的穗粒在风中摇曳。老先生伫立麦田之中，向我讲解小麦知识、盐碱地治理。那一刻，我深切领悟了何为‘将成果书写在祖国的田野上’。”

在傅向东看来，研究成果不应仅停留在实验室阶段，而应广泛应用于田间地头，产生实实在在的经济效益与社会价值。

“当年我归国后从事水稻研究，成功克隆了一个生产上极为重要的高产基因，论文在《自然-遗传学》期刊发表后，我向李振声先生汇报。他一方面对我表示肯定，另一方面却说了一句发人深省的话：这是‘马后炮’式的工作，因为该基因已被育种家所应用。这番话对我触动极大。自此，我的研究思路发生了根本性转变。我们从事植物分子遗传学研究的工作者，能否为育种家提供一些全新的育种思路与方向？后来我开展高产与氮高效协同研究，其思想萌芽正在于此。”傅向东分享道。

尽管当前我国农业领域基础研究能力与科研创新能力持续增强，但傅向东同时指出，“农业问题极为复杂，学科的发展、论文的发表，并不等同于生物育种事业的进步。我们仍然面临基础研究与育种实践‘两张皮’的突出问题。”

如何缩短二者之间的距离？如何探索好的方法、好的合作模式、好的创新模式，将我们强大的基础研究能力转化为推动我国种业迈向国际前列的强大动力？这是傅向东始终深切关注的问题，也是农业育种领域迎来的全新发展机遇。

“期望我们的育种策略能够得到广大育种家、种业企业的广泛认可，真正实现农民增收、国家受益。”傅向东殷切期望道。

“科研恰是在屡败屡战中寻觅乐趣”

傅向东主持的科研项目曾荣获国家自然科学奖二等奖，团队挖掘了一批具有重要育种价值的关键核心基因，成功培育出“中禾优”系列水稻新品种。在荣誉加身的背后，傅向东与团队也经历过长期未能突破的“困惑期”。面对荣誉与低谷，他深知困难重重乃是科研工作的常态。

“我常对学生说，平日里开展的研究工作，能有1%最终写入博士论文，就已相当不错了。因为我们的科研工作，永远是失败、失败、再失败，科研本身就是一种在屡败屡战中寻觅乐趣的过程，这是客观规律。我的学生，乃至我们年轻的科研工作者，都应当调整好心态，理性地接纳这种常态。在失败、失败、再失败中探寻解决方案，才是最令人快乐的事情。在迷雾重重的科研征途中，灵光乍现的瞬间，便是最高亢的时刻。”傅向东分享道，“困难所蕴含之处，可能恰恰孕育着新的机遇，为我们开启一扇全新之窗。”

作为导师，傅向东在招生时习惯“丑话说在前头”，“面对前来报考的学生，我会明确告知两点：第一，实验室条件较为艰苦；第二，发表论文周期较长，说不定直至毕业时都没有论文发表。”

当被问及这是否为其招生的“筛选法则”时，傅向东笑着予以否认，“我想寻找到对农业研究真正抱有热忱的学生，这是他们人生中最美好的年华，若将时光浪费在自己不感兴趣的事物上，那简直是一种罪过。”

傅向东表示，“当前生活水平显著提升，物质条件十分优渥，不少学农的学生可能从未踏入过田间，甚至从未去过农村。我完全可以不让学生下田，由工作人员提供全部的数据和信息。但如此一来，便不能称之为真正的农业科研工作了。学生既然选择从事这一领域，就应当深入田间，亲身体验自己所做的实验在田间究竟呈现何种状态。”

“李振声先生年逾八旬高龄时，依然坚持前往田间一线观察其所培育的小麦在盐碱地的实际生长状况。这便是我们身边的楷模，我们没有任何理由不去学习他们躬身科研的精神。不仅如此，我们在传承的同时更要注重创新，充分发挥年轻一代的闯劲，以更加饱满的热情、更加坚定的担当去推进创新。我们应当志存高远，为育种事业作出更大贡献，运用自己的科研能力，最终为广大人民群众带来实实在在的福祉，这才是科学家应当践行的使命。”傅向东语重心长地说道。

正因如此，傅向东期望学生是受兴趣驱动而选择农业科研道路，“做科研确有难处，唯有凭借浓厚兴趣方能走得更远。希望学生真正感受到，我来这个实验室，从事这项实验，是我真心热爱之事，是我值得为之奋斗之事。这样的学生在热忱投身科研的过程中，纵然遭遇挫折，也会满怀激情地去迎接挑战、解决问题。”

在傅向东看来，“每一位顺利获得博士学位的学生都是英雄，因为他们都历经了困难与挫折，都坚持了下来，实属不易。我作为导师，就是在过程中帮助学生尽快走出科研困境，以更加充沛的热情投入到新的工作之中。”

藏粮于地，藏粮于技。从实验室破解基因密码，到躬耕阡陌之间，如傅向东一般，一代代农业科研工作者恰似默默扎根的禾苗，以科技创新为养分，深耕种业攻关之路，以一粒粒良种筑牢国家粮食安全根基，让科研之花盛放在华夏万顷良田之上。