「浙江在线」专访院士钱前：潜心育种36载他是水稻“密码”破解者钱前

　　钱前，中国水稻研究所副所长，水稻生物学国家重点实验室主任。 2019年11月当选为中国科学院院士。他三十多年来致力于水稻遗传资源发掘、重要农艺性状遗传基础分析及分子育种研究。

　　浙江在线-杭州频道1月10日讯（浙江在线采访人员陈宁林丹黄慧仙姚颖康通讯员陈鎏琰）冬季，中国水稻研究所富阳试验基地进入长达数月的休耕期， 5000余亩深褐色的稻田正在静待来年的播种。这片希望的田野，无时无刻不在孕育新的生机。

　　在紧邻这片稻田的中国水稻研究所实验楼的办公室里，我们“约会”了新晋中科院院士钱前研究员。他办公室柜门上，挽着一把金色的稻谷，那是两年前，他用自己揭秘的“基因密码”定向培育的高产优质稻米。

　　这间位于功能基因组实验室对面的办公室，是距离一线科研最近的地方——过去的36年里，钱前院士团队发掘了近5万份基因功能研究和遗传分析材料，在国际主流学术刊物发表通讯和共同通讯作者论文80余篇，获得国家发明专利授权和新品种权30余项。

　　“我们今天所取得的成绩，是几代人的积累，凝聚着研究所老前辈们的智慧和汗水。整个水稻所的人都在为科研做贡献。 ”钱前院士的科研生涯，伴随着中国水稻研究所从诞生、成长到壮大成为领域内的顶尖科研机构全过程。他与这里的所有水稻人一样，对这片金色的稻浪爱得深沉。

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　　情系水稻所

　　作物学已经迎来“中国时代”

　　采访人员：恭喜您当选中国科学院院士。您多次提及自己的成就离不开中国水稻研究所，为什么这么说？

　　钱前：谢谢。如果没有中国水稻研究所这个平台，我是当不了院士的。 1983年我从南开大学生物遗传学系毕业后到所里工作，有幸见证了这里的一步步壮大。

　　1979年，我的老师，著名的水稻遗传育种学家、中国超级稻项目首席专家闵绍楷先生一行，前往位于菲律宾的国际水稻所考察。考察过程中，国际水稻所先进的技术和所取得的成就，以及其充足的科研经费支持都给了他极大的触动。

　　1981年6月，经国务院批准，中国水稻研究所在杭州建立，闵绍楷先生任副所长。

　　成立之初的中国水稻研究所是一个以水稻为主要研究对象的多学科综合性国家级研究所，吸引了不少全国著名的水稻科学家来杭工作。彼时，改革开放的东风吹来，水稻所的建立，让老一辈的水稻人相信中国正在迎来水稻科研事业的春天。

　　采访人员：人们一直很好奇，一个国家级的水稻研究所为什么选址浙江？

　　钱前：首先是地理优势。当时学者们已经认定，浙江是中国稻作的起源地。富阳临近富春江，属于亚热带气候区，雨量充沛，排灌方便，土壤肥沃，是南北交汇之处，一季稻和双季稻都可以在这里种植；而且这里既能种粳稻，又能种籼稻。

　　另一个优势在于人。尽管浙江土地面积不大，但是对农业科技是极为重视的。水稻所落成后，浙江省委省政府先后启动了两项对后期水稻育种影响深远的研究计划。一个启动于1988年12月，定名为“8812”计划，在不放松常规育种的同时，开展水稻籼粳亚种间杂种优势利用的研究，通俗地说，就是嫁接高产水稻；到了1994年，为了进一步改善水稻品质，浙江省又决定设立“早籼优质高产新品种选育”项目，定名为“9410”计划。

　　采访人员：您如何看待中国在杂交水稻研究中的地位，接下来水稻所的使命是什么？

　　钱前：早在2007年，中国水稻研究所在全国1077个“十五”期间的农业研究所里，就已排名第一。有一件事令我印象深刻，我在日本北海道大学的导师木下俊郎教授曾是国际水稻联合会的会长，数年前他到水稻所访问，表示十分羡慕我们能拥有这么好的实验室、这样有凝聚力和使命感的科研团队。

　　中国的杂交水稻事业发展到今天，我们不光要解决自己的吃饭问题，还要帮助解决全世界人民的吃饭问题。我认为作物学已经迎来“中国时代” 。今天，中国正在彰显着一个负责任大国的担当，那也必须推动世界农业的发展。

　　目前，中国水稻研究所已经与几十个“一带一路”沿线国家开展合作，所里已有留学生、进修生五六十人。

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　　心在田地间

　　我最喜欢挑“病恹恹”的水稻

　　采访人员：从1983年至今，您一直从事水稻的种质资源挖掘与相关基因功能研究，能不能给我们通俗介绍一下这个领域，以及您平时的工作状态？

　　钱前：研究水稻，不下地是不可能的。一直以来，我的工作都是 “一半在田间，一半在实验室” 。

　　我们首先要从茫茫稻海中筛选出有特殊性状的品种，这并非易事。筛选完毕后，我们在实验室里探寻这些特殊水稻背后的基因，用分子生物学的方法解析它们的机理。然后，再回到地里，以这些理论指导育种。我们研究的最终目的，是将这些优异的遗传材料提供给全国乃至世界的同行。

　　2002年，世界首张水稻全基因组精细图谱绘制完成，使得分子遗传学的研究得以迅速开展，我们能够用最新的技术分析最古老的水稻材料。传统的杂交育种，需要等待种子发芽、长大、结穗，就算我们南下、北上，一年最多也就三季；而通过分子育种，我们可以用基因分析水稻胚芽，提前判断未来走势，提高育种效率，并对未来的田间种植进行追踪、指导。

　　如果说，早年科学家们对水稻的研究，更多的是看性状、靠经验，那么到了我们这一代，借助先进的基因检测技术，可以做到“知其然亦知其所以然” 。

　　采访人员：您说的“有特殊性状的品种” ，是指杆子粗、穗子大的优质水稻吗？

　　钱前：恰恰不是。我刚到水稻所工作时，喜欢挑选一些看起来“病恹恹”的、不怎么健康的稻子做研究。常有人和我开玩笑：“小钱，人家都去研究又高又壮的水稻，怎么你净挑这些奇形怪状的稻子？”

　　基因是不会说假话的，它们的不同等位，决定了水稻的高、矮、“胖”、“瘦” ，甚至是口感和品质。换句话说，一个品种高产或低产、口感好与坏、分蘖多与少，是由其内部基因序列的差异和表达调控的变化决定的。

　　只有通过水稻性状、甚至是极端性状了解这些基因功能和作用方式，才能预测它们对水稻农艺性状的影响，进而培育最佳生长状态的水稻新品种，这就是我一直坚持研究“病恹恹”的水稻的原因。

　　采访人员：1995年，您发现了一株不会分蘖的水稻，这是您说的极端性状之一吗？它给后来的育种带来什么启发？

　　钱前：是的。在水稻等禾本科作物生长发育过程中，除主茎外，往往形成众多的分枝，使整个植株呈现丛生状，被称为分蘖。分蘖，很大程度上决定了作物产量。

　　熟悉农作物的人都知道，分蘖既不是越多越好，也不是越少越好。在水稻生长过程中，追求的是一种平衡的状态，只有分蘖恰到好处，才能获得最佳产量。正是因为1995年发现的这株水稻，让我们了解了分蘖机制，从而反过来控制水稻的分蘖数量，科学地增加水稻产量。

　　了解这些水稻生长背后的机制后，再决定如何有针对性的选育优良品种，这将极大地加快新品种选育的速度，提高农民的种植收益。

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　　着眼一粒米

　　用执着和热爱完成“水稻的艺术”

　　采访人员：2020年，我们迎来高水平全面建成小康社会的决胜之年。水稻研究除了提高产量之外，还将着眼于什么？

　　钱前：中国人的粮食必须牢牢掌握在自己的口袋里，基础研究一定要用到生产上去。我认为，近几年水稻培育的方向首先是要适应机械化栽培，浙江的机械化做得很好，嘉兴平湖等地实现了全程机械化。

　　在机械化的基础上要继续实现高产。众所周知，矮秆培育、杂交水稻分别被称为第一次、第二次绿色革命，没有半矮秆基因和理想株型基因的发现，就不可能有现在每亩1000公斤的产量。因此，高产是水稻育种永恒的目标，它能够解决目前依然面临着的发展不平衡问题。与此同时，我们也要继续改进水稻的品质。

　　采访人员：如今，好吃是老百姓最关心的水稻品质之一。您曾因“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”研究获2017年度国家自然科学一等奖，是不是说明您已经破解了好吃又高产的密码？

　　钱前：这是我和李家洋院士、韩斌院士三个团队合作完成的。

　　通常来说，籼米株性好、产量高，对高温的适应性更好；粳米口感好、耐寒，但是产量相对低。

　　科学总是在进步的，人对科学的认知也是没有止境的。我们通过基因研究，发现了25个决定水稻口感的淀粉代谢相关基因；又通过杂交技术，让这些基因和籼米的高产量基因相结合，培育了基于“理想株型”的“嘉优中科”系列水稻新品种和具有“籼稻产量、粳稻品质”特征的“广两优”系列品种。

　　这些稻米“颜值”高，体型修长、晶莹剔透；口感软硬适中；产量虽然比不上“超级水稻” ，但远高于普通的粳米。

　　采访人员：中国水稻研究所的老所长程式华曾说过：“水稻育种工作是最为艰苦的。 ”您与水稻打交道的近40年里，最为艰苦的工作是什么？

　　钱前：刚到水稻所的那几年，水稻科研工作颠覆了我的想象，那时我几乎没有机会坐在实验室里搞“高精尖”的研究，而是频繁的出差，下地干活。

　　晚粳稻育种期，我和我的师兄，现中科院上海植生所林鸿宣院士，被分到了海南的南繁基地。在那里，我们真正体会到了老水稻人的艰辛。由于交通不便，南繁一去就是半年。回程时，我们常常买不到车票，只能辗转到广州或者湛江，再回到杭州，坐24小时以上的硬座火车，途中还要拎着好几箱的种子，每个铁箱重达四五十斤。

　　我的前辈们甚至经历过更艰苦的南繁时期，人们形容为“三个蚊子一盘菜” 。可一代代的水稻人就是这样坚持下来的，他们背着种子、拖着行李，南下北上，如同候鸟迁徙，年复一年。

　　采访人员：在如此艰苦的条件下，您觉得水稻人最应具备的品质是什么？

　　钱前：水稻的研究工作是极富智慧的，一株好的水稻要“秀外慧中” ，要求方方面面都“恰到好处” ，如果只追求其中一种性能，势必将影响到其他性能，人们称之为“水稻的艺术” 。在艰涩枯燥的科研工作里，如果老是想着争排名、抢第一，那是很难获得突破的。科研人员唯有日复一日、不畏艰苦地把一件事做到极致，才能在自己的领域有所收获。

　　水稻有将近4万个基因，杂交意味着4万基因和4万基因的重组，这是极其繁琐庞大的工程，没有执着和热爱肯定坚持不下去。

　　我的办公室里有两幅“宁静致远”的书法作品，一幅来自书法家李家厚先生，另一幅来自中国科学院植物研究所党委书记、副所长种康先生。我认为自己性子还是有些急，做科研时候压力也比较大，这两幅字挂在墙上，也算是对自己的时刻提醒吧。