1、水稻“新綠色革命”的引領者

提起水稻育種，也許每個人都會想到“雜交水稻之父”袁隆平。

而在2017年，人們熟知了另一個與水稻育種有關的科學家名字，他就是中國科學院院士、植物分子遺傳學家李家洋。

李家洋

這一年，他和他的團隊因“水稻高產優質性狀形成的分子機理及品種設計”研究，獲2017年度國家自然科學獎一等獎。

國際著名作物遺傳學家、國家最高科學技術獎獲得者、中科院院士李振聲對這一獲獎成果評價稱：這一重大成果是繼“綠色革命”和雜交水稻後的第三次重大突破，標誌著“綠色革命”的起點。

但凡對水稻育種有些瞭解的人，都很清楚這個評價的分量之重。

李家洋獲2017年度國家自然科學獎一等獎。

推薦人李振聲院士和李家洋、韓斌、錢前、王永紅、黃學輝五位獲獎人合影

上世紀60年代，科學家實現了水稻矮化育種，將水稻產量提高了兩到三成，這便是廣為人知的第一次“綠色革命”；

上世紀70年代，以袁隆平為代表的科學家實現了水稻雜交育種，掀起了農業的第二次“綠色革命”。

而李家洋團隊帶給中國和世界的，則是一種更有想象力的未來：高效、精準的設計育種體系——分子設計育種。

人李家洋院士在沭陽萬畝示範基地

在將來，水稻育種就像組裝電腦一樣方便，人們想要什麼樣的水稻，科學家就可以把相關的水稻基因組合在一起，培育出滿足需要的種子。

通俗來說，李家洋團隊主要是為解決稻米的“好看”和“好吃”。前者是指培育出分櫱數適宜、莖稈強壯、穗大粒多的高產理想株型品種，後者是指稻米具有優良的食用品質。

2、農家娃結緣遺傳學

1956年7月17日，李家洋出生在安徽省合肥市肥西縣的一個農村家庭。天資聰穎的李家洋從小就喜歡讀書，讀小學時基本上已經把哥哥們的中學語文課本讀完了。上中學時課本上的知識已經不能滿足他對知識的渴求。

高中畢業後，李家洋按照政策回鄉務農。此期間，當過農民，做過民辦教師，後來又當了建築工人。李家洋記得，那時候每天都要辛辛苦苦地搬運磚石，和工友們一起抬水泥、挖地基，十分辛勞。但是，心懷夢想的人忘卻疲倦。每當工友們在宿舍裡嬉鬧，李家洋就在燈下刻苦學習。

每一份積累都是收穫。1977年夏天，他考入安徽農學院林學系，成為中國恢復高考後的第一批大學生。然而，大學本科並非他人生追求的終點，他的願望是到中國科學院遺傳研究所讀研究生。目標一旦明確，就要為實現目標而努力。李家洋首先要把大學本科林學專業的各項學習任務完成好，另外擠時間學習與遺傳學專業相關的課程，相當於同時學習兩個專業的課程。

1982年，他成功考入中國科學院遺傳研究所攻讀碩士研究生。1985年，李家洋到美國布蘭代斯大學攻讀生物學博士。1991-1994年，在美國康乃爾大學湯普遜植物研究所做博士後研究。1994年8月，李家洋捨棄了美國優越的科研和生活條件，帶著歸國奮鬥的理想，毅然回到了中國科學院遺傳研究所。

安徽農學院

3、水稻功能基因組研究的重大突破

在康奈爾大學湯普遜植物研究所做博士後研究的時候，李家洋做的是擬南芥分子遺傳學研究。擬南芥是研究植物遺傳發育的最重要的模式植物之一，但當時國內卻鮮有人做擬南芥的研究。

李家洋並不滿足於在模式植物上做出的工作，他逐漸把研究重點轉向水稻。為了找到研究的突破口，李家洋最終把“水稻分櫱分子調控機理”作為自己的研究課題。這是因為，分櫱是水稻的一種發育現象，它能直接決定水稻的穗數，從而影響水稻的產量。

理想的水稻株型應該具有分櫱少、無無效分櫱、穗大粒多、莖稈粗壯等特徵。影響分櫱數的因素很多，但基因卻是最根本的，如果能找出控制水稻分櫱形成和發育的主控基因，那麼就有可能最終應用於高產水稻的培育。

經過多年的艱辛探索研究，2003年，李家洋和中國水稻研究所錢前研究員領導的課題組，在田間實驗裡偶然發現了一個具有理想株型特徵的水稻材料，並分離出控制理想株型的主效基因。該基因的突變能夠在生產上得到科學家所夢想的諸多優良性狀，因而被命名為“理想株型1號”(簡稱IPA1，又稱OsSPL14基因)。

2018年11月18日下午，被稱為“中國諾貝爾獎”的2018年度未來科學大獎舉行頒獎典禮。李家洋發表獲獎感言。

與此同時，他們還確定了數個決定其他水稻性狀的關鍵基因，從而在水稻分櫱分子調控機理方面取得了重要進展，在揭示水稻高產的分子奧秘上邁出重要一步。2003年，《自然》雜誌發表了這一研究成果，在國際上引起強烈反響。這一研究成果被選為2003年中國十大科技進展新聞之一。

李家洋院士和工作人員們在田間

李家洋院士和王永紅研究員在水稻田間

4、“分子設計”高產優質水稻新品種

稻米品質改良是水稻育種的重要目標。李家洋與合作者開創性的應用關聯分析法，對澱粉合成途徑中的主要基因進行系統分析，揭示了直鏈澱粉含量、膠稠度、糊化溫度的主效基因和微效基因及它們之間的作用關係；明確了稻米儲存褐化的分子機理；分離鑑定了一個新的抗性澱粉基因SSIIIa，闡明瞭水稻抗性澱粉合成的分子機制。

這些研究結果揭示了調控稻米品質的精細調控網路，為稻米品質的分子設計與遺傳改良提供了重要的理論依據和遺傳資源。李家洋團隊基於稻米蒸煮品質的理化指標，根據18個與澱粉合成相關基因的遺傳變異，開發出51組分子標記，為分子標記輔助選育並改良稻米品質提供了工具。

李家洋領銜的團隊藉助“分子設計育種”技術，以超高產但綜合品質差的品種“特青”作為受體，以蒸煮品質優良的品種“日本晴”和外觀品質優異的“93-11”為供體，對涉及水稻產量、稻米外觀品質、蒸煮食味品質和生態適應性的28個目標基因進行最佳化組合。經過八年多的努力，利用雜交、回交與分子標記定向選擇等技術，成功將優質目標基因聚合到受體材料，並充分保留了“特青”的高產特性，成功實現了“秈稻的產量，粳稻的品質”的理想目標。

無獨有偶，《科學》雜誌以“新綠色革命”為關鍵詞對李家洋團隊的專案進行了點評，認為該研究發現了推進水稻產量提高的遺傳學基礎，研究成果是“綠色革命”的新突破，為“新綠色革命”奠定了重要的理論基礎。《自然·遺傳學》雜誌高度評價說，理想植株在育種中可以與其他高產基因、抗性基因聚合，產生更加高產的水稻品種。

5、功成名就依然心繫稻田

經過二十餘年的不懈研究，李家洋及其團隊在水稻分子設計育種研究領域取得了重要成果，引領了我國後基因組時代的水稻育種工作。

李家洋2004年榮獲全球華人生物科學家大會生命科學成就獎、何梁何利生命科學獎，2005年獲國家自然科學獎二等獎、發展中國家科學院講演獎、長江學者成就二等獎，2011年獲美國植物生物學家協會終身會員獎，2013年獲中國科學院傑出科技成就獎，2014年獲湯森路透引文桂冠獎，2017年獲國家自然科學獎一等獎、求是科技基金會傑出科技成就集體獎，2018年獲陳嘉庚科學獎、未來科學大獎“生命科學獎”。

李家洋與袁隆平和張啟發共同獲得未來科學大獎。

2001年當選中國科學院院士，2004年當選發展中國家科學院院士，2011年當選美國科學院院士，2012年當選德國科學院院士，2013年入選歐洲分子生物學組織外籍成員， 2014年國際歐亞科學院院士， 2015年英國皇家學會外籍會員。

李家洋院士投票選舉中科院外籍院士

做科研是一個漫長的過程，李家洋卻甘之如飴。無論是俯身在風吹日曬的農田裡，還是堅守在枯燥清冷的實驗室裡，他都鬥志昂揚，大步朝前走著。

1994年至2011年，李家洋歷任中國科學院遺傳研究所研究員、所長助理、所長；2001年至2004年，任遺傳與發育生物學研究所研究員、所長；2004-2011年，任中國科學院副院長、黨組成員；2011-2016年，任中國農業科學院院長、農業部副部長、黨組成員；2018年起，任第十三屆全國人大常委會委員、農業農村管理員會副主任。

2018年11月18日未來科學大獎頒佈，7名華人獲獎，每人獎金100萬美元。 中國科學院院士李家洋（中）。

隨著職務提升，行政事務越來越繁重，但他並沒有離開一線科研崗位。在忙碌的行政工作之餘，利用晚上、週末和節假日時間，與同事、學生們在一起談課題、寫論文、做實驗。他把理想、責任和為科學獻身的信念，作為對自己的要求。李家洋深知，雖然中國農業科技發展有目共睹，但前路漫漫，重任依舊在肩，探索未知世界之路難免坎坷，唯以堅定意志、滿腔熱情投入其中，才能不辱使命。他希望自己無論何時都是一塊堅守在崗位上默默奉獻的鋪路石。（全文終）

李家洋主持會議並講話

參考文獻：

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