20年！中国农作物基因测序走上发展快车道

2022-04-07 10:43:45深圳商报

为了你的减脂沙拉更好看，生菜可以长出花叶子;为了栽种更省心，花生可以自主抗病;为了田间劳作更省力，稻子甘愿一次播种被连续收割好几年……

作物如此配合，却不是天赋异禀。4月6日是华大基因完成水稻基因组测序20周年，也是从那时起，我国农作物基因测序走上了发展快车道。

十里稻花香，引无数人竞折腰

2000年，刚代表中国完成人类基因组计划1%任务的华大，希望开启一个新的基因测序项目，他们将目标锁定在水稻身上。

当时日本已进行水稻测序工作好几年，他们研究的是适合做寿司的粳稻。在早前的人类基因组计划中，日本是创始成员国之一，从早期到最后阶段都作出了重大贡献。跟他们比起来，当时的华大可谓缺人、缺钱、起步还晚。

开局“低配”难挡强烈决心。目标明确后，华大创始人汪建第一时间带着团队到湖南拜访袁隆平院士，他建议使用中国杂交稻的父本作为测序样本材料。

一方以中国杂交水稻的父本为研究对象，一方以日本常见的粳稻开展研究，中日之间的水稻基因组测序竞赛正式开启。

当时，国际基因科技格局形成了美国、欧洲和亚洲的三足鼎立之势。其中，亚洲以日本为核心。能不能从日本手中争取到基因科技话语权，可谓成败在此一举。

“为了追赶进度，华大平均一台机器一天检测1100个样品，我们晚班时睡在机房里，每隔3小时起来上一次样。”一名项目成员回忆道。

条件虽艰苦，华大还是赶在日本之前出了成果。2001年底，华大宣布完成水稻(籼稻)基因组框架图的绘制，并免费公布数据库;2002年4月，Science杂志以封面文章的形式报道了这项工作。

研究多年生稻，开启一段缘分

华大水稻基因组图谱的发表，在业内引起巨大反响。多年生稻的发明人、云南大学教授胡凤益至今仍记得，那期Science的封面，是来自他老家云南的梯田。

“2002年，我正在菲律宾国际水稻研究所读书，最初看到这篇文章，感觉就像一个超级武器，把我们那些学生的希望都扫没了。基因组都出来了，那我们再研究水稻还有什么意义?后来才明白，即使基因组完成了，很多功能还是未知的，还需要继续完善。更重要的是，因为基因组的完成，才给了后来人再创造的机会。”

此后的20多年时间，胡凤益选择研究多年生稻，并与华大开启一段重要合作。

所谓“多年生”，可以说是对作物本身属性的回归和升级。水稻、玉米、大豆等作物的野生种类本就是多年生的，只是自然生长的作物没有稳定产出，跟不上人口的增长，因此渐渐被“驯化”为一年生的栽培品种。

但在满足人们口粮的同时，栽培品种也带来水土流失、大量化肥使用以及劳动力的消耗。因此早在几十年前，国际上许多科学家便提出了发展多年生粮食作物。

2015年，胡凤益团队培育成功的多年生稻正式被播种在云南的试验田中，成为目前唯一能够商业化应用的多年生粮食作物。“我们是搭上了基因测序和分子标记育种技术发展的快车。”胡凤益说。

2021年，汪建带着团队到了云南，看到胡凤益的试验田后，双方一拍即合，多年生稻落户深圳，在位于大鹏的深圳华大生命科学研究院农业基因组学国家重点实验室的试验田里安了家。

如今，深圳的多年生稻田已经在收割后，重新长出了绿苗。

为什么要开展作物基因测序?

在完成水稻基因组测序后，华大在作物方面继续发力，贡献了全世界60%常见作物的基因组数据，包括小麦、玉米、土豆等;完成了超过20万份全球重要作物种质资源的数字化，包括鹰嘴豆、生菜等。

“例如水稻的杂交育种，传统的研究方法是通过杂交一代代培育、观察，选出优良品种，育种过程受到经验以及外部环境影响较大。”华大研究院农业基因组学国家重点实验室副主任刘欢说，“而通过基因测序，我们能找到基因与性状之间的关系，让研究人员能精准地进行培育，使育种周期由传统杂交的5年缩短到2年之内，育种成功率也大大提高了。”

目前，已经有越来越多的研究成果被应用到世界各地，不仅促进了全球农业发展，捍卫了作物和粮食安全，也丰富了餐桌。

“比如，生菜被做成沙拉时，相对于圆叶生菜，花叶子吃起来更方便。我们最近找到了控制生菜长成圆叶子还是花叶子的基因，以后就能定向培育出口感更好、叶子更漂亮的生菜了。”刘欢介绍道。

(深圳商报记者袁斯茹)

关键词：减脂沙拉基因测序样本材料研究对象