作者：陈芳、董瑞丰，张素

　　出处：《巨变：中国科技70年的历史跨越》第一章第三节《“中国饭碗”的守望者》和中国科技报《做用得上、有影响的成果——从寻觅理想水稻看原始创新》

　　人口大国“吃饱了” 

　　一粒粮，关乎家与国。 

　　“洪范八政，食为政首。”我国是个人口众多的大国，解决好吃饭问题始终是头等大事。 

　　20世纪60年代，罕见的天灾席卷了中国。粮食，简简单单的两个字铸成了中华大地上最沉痛的呼喊。对于饿极连草根、树皮都可以拿来充饥的灾民来说，一碗米，是难以企及的奢望。 

　　关键时刻，小小的粮食也会绊倒巨大的中国 

　　甚至直到20世纪70年代，9亿多中国人，不到两成的城市人口靠各种票证获取粮食和副食；其余八成多农民中，相当一部分还在饿肚子。 

　　谁来养活中国？

　　美国作家莱布斯·布朗以历史为模板描绘中国2030年时的农业景象——产不足供，10多亿人的口粮需要全世界来供给。 

　　这样的诘问，不仅激发起一些人心底根深蒂固对“黄祸”的恐慌情绪，也为所谓的“中国崩溃论”推波助澜。 

　　世界忧心忡忡一一中国如何“把饭碗牢牢端在自己手中”？

　　布朗显然对中国农业的了解不够深入，对中国的科技创新也缺乏信心。他没有预料到，这个东方大国会在粮食领域取得这么多革命性的进展。 

　　“杂交水稻之父”袁隆平从稻田中走来了，“中国小麦远缘杂交之父”李振声从麦地里走来了…  

　　从风华正茂的年轻人到耄耋老人，他们一“麦”相承，几十年来滴落在土地上的汗水，浇灌出杂交水稻、优质小麦、抗虫棉等硕果，不仅解决了国人温饱，更让一颗颗“金种子”走出国门。 

　　历史的趋势永远向前。创新者们总会甩开至暗时刻，迎来黎明曙光。 

　　如今，外国人眼中的“东方魔稻”，已成为维护世界粮食安全的积极力量。“袁隆平”们成功解决了人类近四分之一人口的吃饭问题，粮食总产量不断实现连增，“中国种子”遍布全世界30多个国家和地区，给渴望温饱的人带去了希望。 

　　与大地贴得更近，看天空才会更远。 

　　正是有了他们半个多世紀的不懈求索，我们オ有了今天的底气，可以响亮地喊出：“中国将饭碗牢牢端在自己手中”。 

　　“中国饭碗”的守望者 

　　民以食为天、粮以种为先。优质高产的种子是丰收的基础。 

　　在这场“端稳中国饭碗”的挑战中，袁隆平、李振声不是独自在战斗。 

　　禾田道路上，镌刻着“中国饭碗”守望者的精神与力量。 

　　1.绿色超级稻 

　　很长一段时间以来，能够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”等产量突破的消息。但在现今这个粮食匮乏问题不再突出的时代，“量上去了，品质如何”的追问，被越来越多地抛出来。 

　　高产与优质，难道如同“鱼与熊掌”难以兼得?这是摆在世界育种科学家面前的一道难题。 

　　2018年1月8日，一个和“吃”有关的科学研究登上了我国科技的最高领奖台 由中国科学院院士、中国科学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年度国家自然科学等奖。 

　　同一年，李家洋又与袁隆平、张启发一起，因系统性地研究水稻特定性状的分子机制和采用新技术选用高产优质水稻新品种的开拓性贡献，获得了未来科学大奖。 

　　“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”，项目全称听上去略有些拗口，但研究的问题却很接地气，破解粮食生产“优质不高产，高产不优质”的矛盾难题。有专家评价，“这个研究是引发一场新绿色革命的开端”。 

　　说起绿色革命，人们最为熟悉的莫过于我国以袁隆平为首的科研团队完成的杂交水稻技术突破。而更早的绿色革命则要追溯到20世纪60年代，由美国植物病理学家诺曼·博洛格开创。 

　　博洛格一共试验了10年时间，做了6000次小麦杂交育种实验，最终培育出丰产、抗锈小麦品种，促进了世界性的小麦增产。他绝大多数时间都在发展中国家生活，在田间地头工作，为的就是试图战胜人类最大的敌人——饥饿，他也因此被誉为“绿色革命之父”。 

　　随着生活水平的不断提高，人们对粮食的质量提出了新要求，不仅要吃饱，而且要吃好，还要吃健康的食品。新的绿色革命应运而生，李家洋团队的“分子设计育种”开始迈出步伐。 

　　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，科学家就是要找到决定这个协调点的“基因”或者说“分子”。不同品种的水稻有不同的特性，有的抗倒伏，有的抗虫，有的更高这些特性通常由某些基因决定。可到底是哪个基因决定了水稻在某一方面拥有与众不同的优势，人类此前并不清楚。 

　　同样，在千百年的种植历史中，人们总结出“穗数”“粒重”“黏稠度”“糊化温度”等衡量水稻产量与品质的若干个关键指标。不过，这些衡量指标与哪些基因一一对应，就不得而知了。 

　　显然，想要调和水稻“质”与“量”的矛盾并非易事。如果某一个基因对应一个性状，上万个基因组合在一起，产生的可能性就是一个天文数字，这就是李家洋团队要破解的“基因密码”！

　　一颗种子看起来很小，但要真正把它做好并不容易，具有很高的科技含量。 

　　可以打个比方，来比较常规育种与分子育种的区别： 

　　常规育种好比在相亲时“海选”：科学家不知道哪个基因控制哪种性状，只能靠经验，通过最后的结果说明哪些基因组合是好的，这个过程非常漫长。 

　　如今的分子育种则是从经过层层筛选之后的优秀“对象”里选择：科学家知道“什么基因在控制何种性状”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，杂交出一种前所未见的超级水稻。 

　　如果说，常规育种需要7-8年才能选出育种材料，那么，分子育种技术能将其缩短到34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”。 

　　李家洋认为，科学进步的浪潮一旦形成，将给千千万万人的生活带来不可思议的变化，但唯有创新的“布道者”，能引领和把握这样的浪潮。 

　　经过多年努力，李家洋带领研究团队找到了一个“关键基因”一IPA1，这是调控理想株型的分子模块。 

　　未来，李家洋的团队还将朝着“量身定制”的方向努力。比如，针对糖尿病人等特殊人群，可以找到那个“关键基因”，然后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，这就需要研发出锌、铁、叶酸等重要营养元素含量高的水稻新品种。

　　选择走上一条与水稻、分子育种密不可分的道路，李家洋的经历浓缩了一代知识分子的人生选择。 

　　1982年，李家洋毕业于安徽农学院，两年后，他获得中科院遗传与发育生物学研究所的硕士学位，赴美国布兰迪斯大学读博士。 

　　得知李家洋获得美国大学录取通知书的消息，中科院遗传与发育生物学研究所当时的老所长胡含没有丝毫犹豫，表示支持他出国。同时，胡含也希望他能够学成归国。李家洋同样没有丝毫犹豫，当场作出承诺。 

　　不过，当他结束在美国康奈尔大学汤普逊植物研究所的博土后研究，正准备回国时，各方面的反馈信息并不乐观。在一次中国留学生的聚会上，一位同行跟他分享了自己不太成功的归国经验，并对他说：“现在国内还不具备做植物分子遗传学这种先进科研的条件，你是不是应该好好考虑一下?”李家洋经过慎重考虑，仍然做出回国的决定。他后来回忆，回国的初衷不能变，但可能要改变自己的目标：不必对自己今后的学术成就抱有太多期望，回国之后要做一块铺路石，铺路石是能够真正铺在大道上让它熠发光，还是不小心掉到一个小沟塘里没什么用，都要做好思想准备。 

　　1994年，李家洋回到祖国，一度面临艰苦的科研环境。一位美国名校毕业的归国博士，上上下下所有的科研启动资金合在一起，总共不到10万元。 

　　李家洋没有抱怨，他用这笔微薄的启动经费开始了实验室建设。经过不懈努力，研究逐渐走上正轨。最早研究模式植物的他，如今全身的回归稻田，就是为亿万人民的温饱做出努力。2010年，李家洋团队克隆出了控制水稻株型的基因IPA1，除此之外还确定了控制水稻茎秆数量和淀粉合成等重要性状的关键基因。 

　　回顾从经历“文化大革命”，到恢复高考、改革开放、出国留学，再到学成归国走上科研之路并获得一些成果，李家洋感慨万千，这一代人经历了一个怎样翻天覆地的历史变化。未来中国应能够培育出更多智能型作物，有更多高产、优质的新品种，去满足国人的吃饱、吃好问题，他坚信，沿着一条由科技创新铺就的大道，未来中国将继续走向世界前沿。 

诵读人：遗传发育所 孟菲 党务主管，王健 助理工程师