乐鱼,仅知道是自然科学一等奖？这项关于吃的研究，你应该了解更多

时间：2024-08-04

2018年1月8日，中共中心、国务院在北京盛大进行国度科学手艺嘉奖年夜会。中国科学院遗传与发育生物学研究所动物基因组学国度重点尝试室李家洋院士代表其领衔的攻关团队在人平易近年夜礼堂领奖台，从中共中心总书记、国度主席、中心军委主席习近平同志手中接过标记我国天然科学范畴最高奖殊荣的国度天然科学一等奖证书。

李家洋院士领衔的攻关团队包罗中国科学院上海生命科学研究院韩斌院士、中国农业科学院中国水稻研究所水稻生物学国度重点尝试室钱前研究员、中国科学院遗传与发育生物学研究所动物基因组学国度重点尝试室王永红研究员和中国科学院上海生命科学研究院黄学辉研究员等科学家，因“水稻高产优良性状构成的份子机理和品种设想”研究荣获2017年度国度天然科学一等奖。

水稻是世界上最主要的食粮作物之一，赡养了世界上一半以上的生齿。以驯化栽培首要农作物和驯化豢养首要六畜为标记的农耕文化对人类文明的成长具有里程碑的严重意义，而栽培稻的发源与驯化对人类农业文明的成长起到了主要的鞭策感化。《诗经》中已有“八月剥枣，十月获稻”的诗句，可见中国莳植水稻的汗青积厚流光。

在人类漫长的成长史上，特殊是经由过程近现代的遗传选育，留下了数以万计的水稻处所品种和水稻种质资本。这些处所品种和种质资本具有普遍的遗传变异，以顺应分歧莳植区域的地舆与天气前提。对东亚和南亚等生齿高度稠密的地域而言，米饭是餐桌上必不成少的主食，亚洲栽培稻因此成为世界上莳植面积最年夜的食粮作物之一。亚洲栽培稻首要分为两年夜类型，即首要莳植在热带和亚热带的（例如我国长江流域、华南地域、东南亚等）籼稻和首要莳植在温带和寒带（例如我国东北地域、日本、朝鲜半岛等）的粳稻。相对而言，籼稻的产量较高，粳稻的食用质量更好。

在现代水稻研究和出产利用中具有几个凸起的科学困难：节制水稻产量与食用质量的遗传根本是甚么？野生稻被驯化为现代栽培稻的溯源和进程是甚么？分歧水稻品种和种质资本中遗传多样性的散布环境是甚么？在解析上述问题的根本上，若何经由过程份子设想育种培养高产优良的水稻现代新品种？李家洋院士领衔的团队颠末十余年的艰苦攻关，破解了上述科学困难。

晋升水稻产量是科学家们不懈寻求的方针。在始在二十世纪60年月广为人知的“绿色革命”中，科学家们操纵一个半矮秆性状基因恰当下降了小麦和水稻的株高，降服了株高太高易倒伏的问题。在水稻出产中，半矮秆性状基因的操纵对东南亚和我国沿海等台风易发地域的水稻高产、稳产起到了庞大的鞭策感化。二十世纪70年月，以袁隆平院士为代表的我国科学家成功实现了水稻杂交育种理论与手艺的冲破，使我国南边、东南亚等首要水稻出产区的产量实现了第二次奔腾，为处理日趋增加的生齿压力做出了汗青性的进献。跟着世界生齿激增和对食用质量要求的不竭提高，现代水稻育种理论和手艺亟待新的冲破。

水稻产量由有用穗数、每穗粒数、坚固率和粒重等要素决议。此中，水稻株型由植株高度、分蘖（分枝）数量和分蘖角度等身分组成。水稻的株型或“高”“矮”“胖”“瘦”间接影响植株的光合感化效力与地盘操纵率，进而影响有用穗数和穗粒数，是决议水稻产量的要害身分。水稻的“抱负株型”是现代育种理论和手艺中孳孳寻求的一个胡想。团队成员颠末十余年的艰辛摸索和攻关，发觉分手了节制水稻抱负株型的主效基因IPA1 (英语“抱负株型”的缩写)，并深切解析了由IPA1主导的调控“抱负株型”的收集系统。

值得指出的是，在水稻科学研究强国日本，IPA1的一个遗传变异被称为“敷裕农人的稻穗”，彰显这一基因的主要性。与此同时，团队在解析水稻株型构成的遗传调控收集的研究中，揭露了动物新型激素独脚金内酯调控株型发育的主要感化和调控机理。相干研究功效前后入选“2010年度中国科学十猛进展”和“2014年度中国科学十猛进展”，成为在短短5年内统一研究团队两次入选“中国科学十猛进展”的冲破性成����APP果。团队的上述和前期的研究功效，首创性地成立了节制水稻株型构成、特殊是“抱负株型”构成的理论框架，遭到国际学术界的普遍承认和赞誉。

在现代作物育种中，产量不是独一寻求的首要方针。在我国稻米市场上，“东北年夜米”（即在我国东北地域出产的粳稻品种稻米）因其食用和蒸煮质量良好而成为消费者的首选。稻米的食用和蒸煮质量首要由直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度和三者之间的互作而决议。对稻米质量的研究相对滞后，其主要缘由之一是决议质量性状的遗传收集复杂，而对决议稻米食用和蒸煮质量这一主要性状而言，在定量测定目标上也具有很年夜的坚苦。团队首创性地经由过程联系关系阐发等手段，发觉了调控稻米质量三个主要理化目标的主效基因，解析了直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度的相干性，发觉了决议这3个性状的主效基因和微效基因和它们之间的感化关系，从而揭露了调控稻米食用和蒸煮质量的邃密调控收集。

亚洲栽培稻的发源是一个在学术界持久争论不休的问题。团队采取基因组学、群体遗传学和系统产生阐发等研究手段发觉粳稻起首从我国南边地域的通俗野生稻种群体被驯化，以后部门驯化的粳稻与东南亚、南亚本地的通俗野生稻种群杂交而驯化出籼稻。这一研究功效揭露了野生稻驯化为亚洲栽培稻的主要性状转变与遗传机制，获得了国际学术界的普遍承认。团队经由过程开辟全新的基因分型算法和水稻全基因组联系关系阐发方式，对千余份分歧遗传布景的代表性水稻种质资本和处所品种材料进行了系统阐发，建立出高密度的水稻单倍体型图谱（一种针对染色体单体的年夜数据、高密度邃密遗传图谱），摸清了世界水稻焦点资本的遗传变异的“家底”，为充实操纵丰硕多样的水稻遗传资本、展开水稻份子设想育种奠基了根本。

团队充实操纵根本理论研究的劣势和功效，成立了水稻份子设想育种的理论框架与手艺系统，培养了基在“抱负株型”的“嘉优中科”系列水稻新品种和具有“籼稻产量、粳稻质量”特点的“广两优”系列品种，已在长江流域进行推行，为我国水稻份子设想育种与出产的逾越式成长奠基了首创性的根本。

国际闻名作物遗传学家、国度最高科学手艺奖取得者、中国科学院院士李振声高度评价“这一严重功效是继‘绿色革命’和杂交水稻后的第三次严重冲破，标记着‘新绿色革命’的出发点”。

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