【中国梦·践行者】中国科学院院士刘耀光扎根研究:解码杂交稻 育出"紫晶米"

作者:王维宣 来源:大洋网
2018-07-20 19:19:51
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【中国梦·践行者】中国科学院院士刘耀光扎根研究:解码杂交稻 育出

大洋网讯去年11月28日,中国科学院公布2017年院士增选结果,华南农业大学刘耀光教授当选生命科学和医学学部院士,这是华南农业大学培养的第12位院士。刘耀光近日接受采访时表示,当选院士更是对自己的鞭策,要继续努力探索,争取科研新发现。

刘耀光是恢复高考后的首批大学生,他在华南农大开始大学生涯,在国外求学工作几年后回到华南农大。多年来,他扎根植物育性发育的分子遗传基础和基因工程研究,相当重要的工作就是研究杂交水稻为何能在生产上成功利用杂种优势背后的原因。

随着刘耀光当选院士,华南农业大学“一门三院士”的佳话开始流传。中国现代稻作科学主要奠基人丁颖是卢永根的老师,刘耀光又是卢永根的学生,三人先后当选中国科学院院士。

刘耀光,植物遗传学家,华南农业大学教授。1981年毕业于华南农业大学(原华南农学院),1988年获日本香川大学硕士学位,1991年获日本京都大学博士学位。现任亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室副主任。主要从事植物育性发育的分子遗传和基因工程研究。在水稻细胞质雄性不育与恢复性、杂种不育与亲和性、光温敏不育性等遗传系统的基因克隆和分子作用机理方面取得了系统性、创新性研究成果。发现植物细胞质雄性不育与育性恢复都是由线粒体基因与细胞核基因互作所控制,阐明了线粒体不育基因的起源进化和分子作用机制;揭示了复合座位多基因互作控制植物杂种不育性与亲和性的遗传机理,并创建了杂种亲和的新技术;开发了多项新生物技术。

1997年获“国家杰出青年基金”,2002年受聘教育部“长江学者”特聘教授,2004年获全国五一劳动奖章,2012年入选广东省“南粤百杰”,2014年获“全国优秀科技工作者”称号,2017年当选中国科学院院士。

杂交水稻背后的“秘密”

植物育性发育的分子遗传基础和基因工程研究是刘耀光的重点研究领域。在水稻细胞质雄性不育与恢复性、杂种不育与亲和性、光温敏不育性与育性转换等遗传系统的基因克隆和分子作用机理方面取得了系统性、创新性研究成果。

在中国,人们对杂交水稻并不陌生。中国杂交稻已推广应用到30多个国家,最初,尽管人们能成功研制杂交水稻,但水稻杂交育种材料育性调控的内在道理却还没人能说得清。研究现象背后的原因,就是刘耀光的工作。

“我们在杂交稻育种应用上取得了巨大的成功,但如何进行杂交稻的育性转换、育性控制是不清楚的。”刘耀光说,“做科研,我们就是要追根问底,既要知其然,也要知其所以然。”

在某种程度上,这是一场科研上的“赛跑”。杂交稻的育性控制研究难度很大,国际上很多实验室都在尝试解决。尽管遇到不少困难,但刘耀光在努力过程中也不断有新的发现,在国内外发表了一系列论文,获得了8项专利,连续多年成为全球学术界论文“高被引学者”。

在这一研究领域,刘耀光和他的团队给出的是世界级的研究成果,人们对杂交水稻材料的理解已经越来越深入。

近年来,“基因编辑”技术受到国际社会的广泛关注。依靠基因编辑技术,人类能够对目标基因进行“编辑”,实现对特定DNA片段的敲除、插入等。在植物基因编辑技术方面,刘耀光团队研究开发了一个基因编辑载体系统,也开发了与之配套的编辑结果分析解码软件。

据了解,该载体系统在国际上应用非常广泛,目前每个月有几千次的访问量。

科研团队佳绩频传

1977年,刘耀光成为恢复高考后的第一批大学生,进入华南农业大学遗传育种专业学习。大学毕业后,刘耀光在工作岗位上继续学习,并于1984年考上了华南农业大学卢永根教授的硕士研究生,获得了选派出国留学的机会。博士毕业后,刘耀光在日本一家植物生物技术研究所工作。

1996年6月,刘耀光从日本回到了母校华南农业大学。“当时我也没有过多的想法,卢老师告诉我学校建立了一个遗传工程研究室,我就回来了。当时实验室只有一些基本的研究条件,和国外有较大的差距。”在刚回国的几年时间里,刘耀光就获得国际合作、国家“863”、“973”计划、国家转基因植物产业化、国家自然科学基金、省自然科学基金等各级课题资助。

20多年过去,刘耀光在育性分子遗传调控和DNA操作与基因编辑技术等领域取得了有重要理论意义和应用价值的系统性创新成果。在植物育性分子遗传机理研究取得重要创新成果,解决了作物遗传育种中育性控制的基础理论问题。

近年来,刘耀光所带领的科研团队佳绩频传:成功克隆了野败型细胞质雄性不育基因,开发了新版基因组编辑工具软件包,网站月均使用2000多次,研发了高效的多基因载体系统(TransGene Stacking Ⅱ),并一次聚合8个基因,培育出全球首例胚乳富含花青素的“紫晶米”。

“一门三院士”成佳话

对增选为中科院院士,刘耀光认为这对自己提出了更高的要求。“科学是无止境的,解决了一个问题,就会出现新的问题,个人的力量虽然有限,但我会继续探索,希望还能有新的发现。”

值得一提的是,华南农大作物遗传育种专业一门3院士:丁颖院士、卢永根院士、刘耀光院士。丁颖是中国现代稻作科学主要奠基人,农业高等教育先驱。1955年当选为中国科学院学部委员(院士)。丁颖院士的学生卢永根教授1993年当选中国科学院院士;卢永根院士的学生——刘耀光教授2017年当选中国科学院院士。

采访中,刘耀光说,“一门三院士”的说法让自己深感荣幸,不管是丁颖教授还是卢永根教授,都是自己学习的榜样。“这是一种科学精神的传承,我也希望把这份薪火传递下去。”

“卢老师是一个生活简朴、科研踏实、学风严谨的人。卢老师还将毕生积蓄的880多万元捐献出来资助学生和老师。”在卢永根院士的言传身教下,多年来,刘耀光不仅生活简朴,在科研经费的使用上也非常节约,坚持把钱用在刀刃上,让科研经费发挥最大的作用。

刘耀光还有一个特点,就是喜欢自己动手做实验。他说,实验室是自己生活的一部分。同事们说,刘耀光除了外出讲学、开会,每天都会来到实验室,并且最后一个离开,逢年过节也不例外。

刘耀光说,自己喜欢亲自动手,一站在实验台旁,就特别兴奋,思路马上敏捷起来。“现在世界变化太快,新技术、新材料、新方法层出不穷,只有自己动手才能真实感受到这种变化。”

文/广报全媒体记者徐静 通讯员杨志群、方玮、谢韩

图/广报全媒体记者王维宣

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