雜交稻

　　今年年初，我國科研人員成功克隆出雜交稻種子一事引多家媒體關(guān)注。這項(xiàng)成果背后的“功臣”則是——中國水稻研究所水稻生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王克劍團(tuán)隊(duì)。

　　“我們只是證明了無融合生殖方式的可行性，以后還需要更多學(xué)者共同參與，這條路才能越走越寬。”談及這項(xiàng)科研突破，中國水稻研究所研究員王克劍反復(fù)強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)。

　　*實(shí)習(xí)經(jīng)歷改變?nèi)松壽E

　　王克劍出生并成長于江蘇農(nóng)村，稻田是他兒時(shí)*深刻的記憶之一。后走出農(nóng)村求學(xué)，他沒想過有*還會(huì)回到這片稻田。“歷經(jīng)幾番機(jī)緣巧合，我才把稻田當(dāng)成了實(shí)驗(yàn)室。”他說。

　　2000年，王克劍考入揚(yáng)州大學(xué)，讀農(nóng)學(xué)專業(yè)。那時(shí)，學(xué)校開設(shè)了很多專業(yè)課，令他不知“該把拳頭打向哪兒”，這樣的狀態(tài)持續(xù)了近三年。

　　那時(shí)的他，像很多年輕人一樣，面對未來感到迷茫、不知所措。

　　“轉(zhuǎn)折來自*實(shí)習(xí)經(jīng)歷。”王克劍說，本科實(shí)習(xí)期間，由于自己導(dǎo)師從事遺傳學(xué)研究工作，在他的影響下，王克劍對遺傳學(xué)領(lǐng)域的了解逐步加深。被其中的妙趣所吸引后，他決心繼續(xù)深造，從事相關(guān)科研工作。

　　于是，王克劍開始找下一步深造的目標(biāo)高校。“我在上網(wǎng)進(jìn)行檢索時(shí)，檢索結(jié)果中出現(xiàn)的*個(gè)科研單位便是中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所（以下簡稱遺傳發(fā)育所）。”他說。

　　“*聯(lián)系遺傳發(fā)育所時(shí)，對方只是鼓勵(lì)我認(rèn)真?zhèn)淇?；第二次?lián)系時(shí)，對方補(bǔ)充說，今年競爭激烈，考試難度恐怕不小。”王克劍笑稱，自己在不知情的狀況下，已自學(xué)了很多課程，所以被對方的話嚇住。

　　而后，王克劍如愿考入遺傳發(fā)育所，2009年博士畢業(yè)后，他留所工作。

　　2012年，其所在的課題組在水稻中鑒定出了HEI10基因，并確認(rèn)HEI10是從水稻中分離的*個(gè)可被用于指示重組位置的標(biāo)記蛋白。這一研究結(jié)論為水稻重組機(jī)制的深入研究提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　彼時(shí)的王克劍，已是遺傳發(fā)育所*年輕的副研究員。其導(dǎo)師程祝寬研究員認(rèn)為，時(shí)年不到30歲的王克劍應(yīng)勇于走出舒適區(qū)，去接受更多的挑戰(zhàn)。

　　于是，2013年8月，王克劍決定南下，來到位于浙江省杭州市的中國水稻研究所。

　　探索無融合生殖育種方式

　　入職后，王克劍在中國水稻研究所任課題組組長。經(jīng)過大概一年的探索，他逐步確定了團(tuán)隊(duì)的研究方向，即主要圍繞基因組編輯和遺傳重組方向開展研究。

　　2015年，王克劍任中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程“水稻染色體工程及基因組編輯”團(tuán)隊(duì)的首席科學(xué)家。

　　“這里和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線聯(lián)系很緊密，只要走下田間和工作人員聊聊，就能找到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求點(diǎn)。”王克劍表示，尤其是雜交作物的育種問題，這是當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T向他反映*多的。

　　王克劍說，通過雜交育種可獲得農(nóng)業(yè)性狀良好的植株，然而雜交品種的后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離問題，導(dǎo)致其后代良莠不齊。所以科研人員必須年年為雜交作物制種，農(nóng)民也必須每年重新購買新的雜交種子。

　　“水稻是自花授粉的作物，其制種過程十分繁瑣。”王克劍解釋道。

　　有沒有可能通過克隆種子的方法維持雜交水稻的優(yōu)良性狀？王克劍想到的辦法是，以基因編輯技術(shù)排除生殖基因?qū)S持優(yōu)良性狀的干擾，通過無融合生殖方式克隆出種子，讓雜交稻優(yōu)質(zhì)基因代代傳。“要把更優(yōu)質(zhì)的種子送到農(nóng)民手中。”王克劍說。

　　2016年，王克劍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功利用CRISPR-Cpf1系統(tǒng)進(jìn)行水稻基因組編輯，為植物基因組編輯提供了新的編輯工具；2017年，他又與合作者探索出了更為高效的水稻CRISPR/Cas9基因組編輯系統(tǒng)。

　　2018年，王克劍團(tuán)隊(duì)利用基因編輯技術(shù)，敲除了4個(gè)與水稻生殖相關(guān)的基因，使雜交稻繞過減數(shù)分裂和受精過程，成功克隆出雜交稻種子，使雜交稻性狀得以穩(wěn)定地遺傳給下一代。

　　“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的科技角逐很激烈。”王克劍表示，僅水稻領(lǐng)域而言，國內(nèi)的技術(shù)水平和國外雖然已相差無幾，但唯有全力以赴，才不至于被拉開差距。

　　未來，王克劍希望能利用手中的技術(shù)，提升我國農(nóng)產(chǎn)品在國際市場上的競爭力，保障我國的糧食安全，也讓更多農(nóng)民受益。

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