中國科學(xué)院院士劉耀光扎根研究:解碼雜交稻 育出“紫晶米”
2018-07-20 19:47:45 來源: 大洋網(wǎng)
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  去年11月28日,中國科學(xué)院公布2017年院士增選結(jié)果,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)劉耀光教授當(dāng)選生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)學(xué)部院士,這是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)培養(yǎng)的第12位院士。劉耀光近日接受采訪時(shí)表示,當(dāng)選院士更是對自己的鞭策,要繼續(xù)努力探索,爭取科研新發(fā)現(xiàn)。

  劉耀光是恢復(fù)高考后的首批大學(xué)生,他在華南農(nóng)大開始大學(xué)生涯,在國外求學(xué)工作幾年后回到華南農(nóng)大。多年來,他扎根植物育性發(fā)育的分子遺傳基礎(chǔ)和基因工程研究,相當(dāng)重要的工作就是研究雜交水稻為何能在生產(chǎn)上成功利用雜種優(yōu)勢背后的原因。

  隨著劉耀光當(dāng)選院士,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)“一門三院士”的佳話開始流傳。中國現(xiàn)代稻作科學(xué)主要奠基人丁穎是盧永根的老師,劉耀光又是盧永根的學(xué)生,三人先后當(dāng)選中國科學(xué)院院士。

  劉耀光,植物遺傳學(xué)家,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授。1981年畢業(yè)于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)(原華南農(nóng)學(xué)院),1988年獲日本香川大學(xué)碩士學(xué)位,1991年獲日本京都大學(xué)博士學(xué)位?,F(xiàn)任亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。主要從事植物育性發(fā)育的分子遺傳和基因工程研究。在水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育與恢復(fù)性、雜種不育與親和性、光溫敏不育性等遺傳系統(tǒng)的基因克隆和分子作用機(jī)理方面取得了系統(tǒng)性、創(chuàng)新性研究成果。發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞質(zhì)雄性不育與育性恢復(fù)都是由線粒體基因與細(xì)胞核基因互作所控制,闡明了線粒體不育基因的起源進(jìn)化和分子作用機(jī)制;揭示了復(fù)合座位多基因互作控制植物雜種不育性與親和性的遺傳機(jī)理,并創(chuàng)建了雜種親和的新技術(shù);開發(fā)了多項(xiàng)新生物技術(shù)。

  1997年獲“國家杰出青年基金”,2002年受聘教育部“長江學(xué)者”特聘教授,2004年獲全國五一勞動獎?wù)拢?012年入選廣東省“南粵百杰”,2014年獲“全國優(yōu)秀科技工作者”稱號,2017年當(dāng)選中國科學(xué)院院士。

  雜交水稻背后的“秘密”

  植物育性發(fā)育的分子遺傳基礎(chǔ)和基因工程研究是劉耀光的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。在水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育與恢復(fù)性、雜種不育與親和性、光溫敏不育性與育性轉(zhuǎn)換等遺傳系統(tǒng)的基因克隆和分子作用機(jī)理方面取得了系統(tǒng)性、創(chuàng)新性研究成果。

  在中國,人們對雜交水稻并不陌生。中國雜交稻已推廣應(yīng)用到30多個(gè)國家,最初,盡管人們能成功研制雜交水稻,但水稻雜交育種材料育性調(diào)控的內(nèi)在道理卻還沒人能說得清。研究現(xiàn)象背后的原因,就是劉耀光的工作。

  “我們在雜交稻育種應(yīng)用上取得了巨大的成功,但如何進(jìn)行雜交稻的育性轉(zhuǎn)換、育性控制是不清楚的?!眲⒁庹f,“做科研,我們就是要追根問底,既要知其然,也要知其所以然。”

  在某種程度上,這是一場科研上的“賽跑”。雜交稻的育性控制研究難度很大,國際上很多實(shí)驗(yàn)室都在嘗試解決。盡管遇到不少困難,但劉耀光在努力過程中也不斷有新的發(fā)現(xiàn),在國內(nèi)外發(fā)表了一系列論文,獲得了8項(xiàng)專利,連續(xù)多年成為全球?qū)W術(shù)界論文“高被引學(xué)者”。

  在這一研究領(lǐng)域,劉耀光和他的團(tuán)隊(duì)給出的是世界級的研究成果,人們對雜交水稻材料的理解已經(jīng)越來越深入。

  近年來,“基因編輯”技術(shù)受到國際社會的廣泛關(guān)注。依靠基因編輯技術(shù),人類能夠?qū)δ繕?biāo)基因進(jìn)行“編輯”,實(shí)現(xiàn)對特定DNA片段的敲除、插入等。在植物基因編輯技術(shù)方面,劉耀光團(tuán)隊(duì)研究開發(fā)了一個(gè)基因編輯載體系統(tǒng),也開發(fā)了與之配套的編輯結(jié)果分析解碼軟件。

  據(jù)了解,該載體系統(tǒng)在國際上應(yīng)用非常廣泛,目前每個(gè)月有幾千次的訪問量。

  科研團(tuán)隊(duì)佳績頻傳

  1977年,劉耀光成為恢復(fù)高考后的第一批大學(xué)生,進(jìn)入華南農(nóng)業(yè)大學(xué)遺傳育種專業(yè)學(xué)習(xí)。大學(xué)畢業(yè)后,劉耀光在工作崗位上繼續(xù)學(xué)習(xí),并于1984年考上了華南農(nóng)業(yè)大學(xué)盧永根教授的碩士研究生,獲得了選派出國留學(xué)的機(jī)會。博士畢業(yè)后,劉耀光在日本一家植物生物技術(shù)研究所工作。

  1996年6月,劉耀光從日本回到了母校華南農(nóng)業(yè)大學(xué)?!爱?dāng)時(shí)我也沒有過多的想法,盧老師告訴我學(xué)校建立了一個(gè)遺傳工程研究室,我就回來了。當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室只有一些基本的研究條件,和國外有較大的差距?!痹趧偦貒膸啄陼r(shí)間里,劉耀光就獲得國際合作、國家“863”、“973”計(jì)劃、國家轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)業(yè)化、國家自然科學(xué)基金、省自然科學(xué)基金等各級課題資助。

  20多年過去,劉耀光在育性分子遺傳調(diào)控和DNA操作與基因編輯技術(shù)等領(lǐng)域取得了有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值的系統(tǒng)性創(chuàng)新成果。在植物育性分子遺傳機(jī)理研究取得重要創(chuàng)新成果,解決了作物遺傳育種中育性控制的基礎(chǔ)理論問題。

  近年來,劉耀光所帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)佳績頻傳:成功克隆了野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育基因,開發(fā)了新版基因組編輯工具軟件包,網(wǎng)站月均使用2000多次,研發(fā)了高效的多基因載體系統(tǒng)(TransGene Stacking Ⅱ),并一次聚合8個(gè)基因,培育出全球首例胚乳富含花青素的“紫晶米”。

  “一門三院士”成佳話

  對增選為中科院院士,劉耀光認(rèn)為這對自己提出了更高的要求?!翱茖W(xué)是無止境的,解決了一個(gè)問題,就會出現(xiàn)新的問題,個(gè)人的力量雖然有限,但我會繼續(xù)探索,希望還能有新的發(fā)現(xiàn)?!?/p>

  值得一提的是,華南農(nóng)大作物遺傳育種專業(yè)一門3院士:丁穎院士、盧永根院士、劉耀光院士。丁穎是中國現(xiàn)代稻作科學(xué)主要奠基人,農(nóng)業(yè)高等教育先驅(qū)。1955年當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。丁穎院士的學(xué)生盧永根教授1993年當(dāng)選中國科學(xué)院院士;盧永根院士的學(xué)生——劉耀光教授2017年當(dāng)選中國科學(xué)院院士。

  采訪中,劉耀光說,“一門三院士”的說法讓自己深感榮幸,不管是丁穎教授還是盧永根教授,都是自己學(xué)習(xí)的榜樣。“這是一種科學(xué)精神的傳承,我也希望把這份薪火傳遞下去?!?/p>

  “盧老師是一個(gè)生活簡樸、科研踏實(shí)、學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜?。盧老師還將畢生積蓄的880多萬元捐獻(xiàn)出來資助學(xué)生和老師。”在盧永根院士的言傳身教下,多年來,劉耀光不僅生活簡樸,在科研經(jīng)費(fèi)的使用上也非常節(jié)約,堅(jiān)持把錢用在刀刃上,讓科研經(jīng)費(fèi)發(fā)揮最大的作用。

  劉耀光還有一個(gè)特點(diǎn),就是喜歡自己動手做實(shí)驗(yàn)。他說,實(shí)驗(yàn)室是自己生活的一部分。同事們說,劉耀光除了外出講學(xué)、開會,每天都會來到實(shí)驗(yàn)室,并且最后一個(gè)離開,逢年過節(jié)也不例外。

  劉耀光說,自己喜歡親自動手,一站在實(shí)驗(yàn)臺旁,就特別興奮,思路馬上敏捷起來。“現(xiàn)在世界變化太快,新技術(shù)、新材料、新方法層出不窮,只有自己動手才能真實(shí)感受到這種變化?!?/p>

 ?。ㄎ模浾咝祆o 通訊員楊志群、方瑋、謝韓 圖/記者王維宣)

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