傅向东破译水稻少肥高产密码淄博教科研新成果

在春节期间,一则关于“傅向东团队发现赤霉素信号传导新机制提高水稻氮肥利用效率”的新闻虽因疫情防控消息而被淹没,但其在学术界引起了较大关注。这篇文章荣登《科学》杂志封面,深化了对植物赤霉素信号传导和氮素响应之间复杂相互作用机制的理解,是傅向东团队十多年来研究赤霉素和氮素协同调控水稻生长发育机制的又一重磅成果。

简要来说,傅向东的研究旨在减少氮肥使用的情况下提高水稻产量。他的办公室里,有小麦遗传育种学家、中国科学院院士李振声题字的醒目标语:“创新为民,惠泽五州”。这正是傅向东初心与快乐源泉之一。他说,“能将自己的研究兴趣和国家需求结合起来,是非常幸福的事。”

从高中生物课中对人类ABO血型遗传产生兴趣开始,傅向东就喜欢搞研究。在英国留学期间,他师从著名遗传学家尼克哈伯德(Nicholas P. Harberd),专注于赤霉素调节植物生长发育机理研究。半个多世纪后,由于“绿色”矮秆品种虽然解决了温饱问题,却带来了新的挑战——农作物株高变矮,对化肥不敏感,从而导致氮肥利用效率下降。

在英国实验证明了“绿色”矮秆品种氮吸收能力降低这一事实。“我的导师都觉得不可思议。” 傅向东回忆。他构建带有‘绿色’矮秆基因和不带矮秆基因的水稻近等基因系,系统比较了两者的影响,并发现植株变矪后的氮素吸收和同化能力确实下降。

如何在现有施肥条件下提高每穗粒数或是在现有高产抗倒伏优良性状基础上提高其氈料利用效率,这成为他心头的问题。因此,他选择回到国内,将个人兴趣与国家需要结合起来。此时,他不再满足于拟南芥的研究,而想做些离育种更近的事情。他加入中科院遗传与发育生物学研究所,因为这里是水稻功能基因组研究的国家队,而且所里的气候很好,他想做一些对国家有用的事情。

他开始解码超级稃高产性状形成分子机理,以期找到关键基因并通过分子育种提升作物产量。他们从高产品种‘沈农265’克隆直粒穗基因DEP1,并快速找到了DEP1、GW8、NPT1和LGY3等一批关键高产基因为此后,他们成功培养出许多优质新品种。但他意识到,要想既减少施用的还能提升生产力,还必须回答自己曾经思考的问题,即如何让植物同时吃饱又无需花费时间减轻体重这个值得探索的问题。

随着时间过去,傅向 东带领团队进行了一系列实验,最终揭示了GRF4及NGR5介导的赤霉素信号传导途径调控水稃态利用效率分子机制,为解决农业环境制约问题提供了解决方案。他现在最关心的是如何与育种家及公司加强合作,让基础研究能够推动技术进步。而对于学生们,他要求他们保持独立思考,不要盲目跟随别人,而应该成为行业中的Number One,不是Number Two,更不是Me too。在他的眼中,每个学生都是宝贵的人才,所以他会尽可能地给予他们关注和帮助,让他们能够顺利完成自己的科研之路。

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