李家洋:将水稻带入量身定制时代的科学家

2018-09-11

9月8日,2018年未来科学大奖在北京揭晓。李家洋、袁隆平、张启发因系统性地研究水稻特定性状的分子机制和采用新技术选育高产优质水稻新品种中的开创性贡献摘得“生命科学奖”。


李家洋


李家洋是谁?


李家洋,植物分子遗传学家,中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员,中国科学院院士,2018年未来科学大奖-生命科学奖获奖者。


发布会消息一公布,中科院生物物理研究所、脑与认知科学国家重点实验室副主任,同时也是未来论坛青年理事的王晓群,就代表未来科学大奖通过电话连线独家采访了李家洋。以下为采访内容:


王晓群


获奖感受


王晓群:首先祝贺您获得2018未来科学大奖生命科学奖,实至名归。作为今年的获奖者,您得知获奖以后有什么感想?


李家洋:首先,当然是惊喜,也很高兴。这是国内最有影响的科学大奖之一,这个工作是我们实验室持续20多年的努力,在这个领域做出的一些探索性研究成果并进一步进行转化应用示范,能够得到国内外专家的认可,还是非常高兴和开心的。


第二,感谢合作者。对于水稻这样一个应用性比较强的基础研究领域,需要很多的合作者,有的合作者已经和我们走过了20多年,所以也有他们的一份功劳。


第三,感谢国家对创新性研究工作的大力支持。如果不是赶上国家大力推进科学技术发展这样一个好时代,给予科技研发长期稳定的支持,我们很难取得这些成绩。


第四,时势成就事业。中国科技发展非常迅猛,特别是植物科学,更具有代表性,已经从过去完全模仿跟随发展到今天在一些重要方向或领域走在了国际前沿,引领了学科的发展,真正是时势成就事业。


最后,对于获奖,这是代表过去走过的路程,但在未来,将会有更多的挑战,还有更长的路要走。特别伴随科技强国的步伐,我们还有很多的工作要做,还要继续努力,更加勤奋,做出更好的工作才行。


获奖成果的意义


王晓群:您这次获奖的理由是系统性地研究水稻特定形状的分子机制和采用新技术选育高产优质水稻新品种中的开创新贡献。您能简单通俗的介绍一下这项研究成果吗?


李家洋:对于研究工作,简单来说就是分子设计育种。首先是要理解水稻是如何能够更高产更优质,然后运用这些基础知识指导和实践工业产品设计的理念,把影响高产优质的因素提取出来去培育新品种,这样的品种既高产又优质,未来还可以更高效,比如说对水肥等如何更有效的利用,如何能够更好的抵抗病虫害等等。所谓品种设计理念,就是在未来育种家能够定制,或者根据生态环境条件以及消费者对健康与喜好的需求,去培育需要的品种。


王晓群:是不是可以理解为,在过去长期以来对发现的很多关键因素,比如高产、优质、高蛋白、高淀粉,或者是不同淀粉亚型之类的基因把握以后,把这些基因通过传统育种的方式重新组合到一个新的品种上去?


李家洋:是的,你说的很对。最关键的是要把这个基因鉴定分离出来,对它的作用机理进行解析,并进一步利用它,根据所要获得的性状,培育新的优异品种。


王晓群:这些研究成果最大意义在哪些地方呢?对学术界、产业界有哪些影响?


李家洋:我认为这个意义分三个层面。


第一个是在科学层面上。能够理解水稻高产和优质等的分子基础,这在国际国内研究领域是走在前沿的。高产和优质都是复杂性状,有很多控制基因,只有把关键的基因分析鉴定出来,才能操作它们,这是非常艰巨的挑战。在植物株型方面,我们在国际上做了一系列开创性的工作,能够把分子基础解析出来,这方面的影响比较大。


第二个是在技术层面上。目前业界都在努力克隆重要基因,我们实验室在国内率先建立植物图位克隆的技术体系,这对我国的水稻分子遗传学、分子生物学的影响是巨大的,因为这为水稻功能基因的研究奠定了一个坚实的基础。


第三个是在应用层面上。我们20年来一直在呼吁分子设计育种,实际上是要引领未来品种培育的方向。通过目前的示范性工作,已经培育了十几个水稻新品种,能够将高产、优质、抗病的特性有机结合起来,显示了未来水稻育种的方向。


更聪明的智能型水稻


王晓群:水稻作为中国主要的粮食作物,我们都非常期待在分子育种上能够有更多突破。而科研突破会有很多困难,您能谈一下实现科研突破的主要因素有哪些吗?


李家洋:应该说科学研究总是在和困难做斗争,总是在克服困难中前进的。


第一个重要因素在于非常好的研究团队,所有研究人员能够共同合作。


第二个是需要一个非常好的支撑体系,特别是国家在科学技术方面的长期稳定投入,使科学家能够专心投入研究工作。


第三个是需要有科学的洞察力,尤其是研究水稻产量品质抗性等复杂性状时,更是如此。找到最关键的因素,解决了关键问题,其他的就迎刃而解了。


王晓群:现在研究过程中还在面临什么样的困难吗?


李家洋:未来在水稻品种设计方面还有非常大的困难需要去解决,比如对养分的高效利用,对病虫害的智能型反应等。举例说吧,我们和四川农大陈学伟教授共同在《Science》发表的合作研究,就是高产理想株型能够对稻瘟病的存在与浸染状况启动抗病反应,这就可以同时实现增产和稳产。


王晓群:是不是可以理解为将来的分子育种设计可能会赋予水稻具有自适应能力,也就是说它变得很聪明,能够适应各种不同的环境来调节自己?


李家洋:是的。我们在研究中就是希望能找到关键基因,解析其机理,然后很好的利用,培育出智能型的水稻。


王晓群:这个太让人值得期待了。面对这些研究过程中的困难,您有什么感悟?


李家洋:我想每一个科学家、每一个实验室在一开始都会遇到很多的困难,关键是要有一个良好的心态,能够长期坚持不懈的努力,一步一步去克服困难。遇到困难的时候,不怨天尤人,踏踏实实的工作,最后总能获得欣赏、得到支持。所以一定要相信困难总能够解决,目标是能够实现。


为13亿人口温饱改变研究方向


王晓群:您最早主要是从模式植物开始做起,后来为什么将研究方向转到了水稻这个学科上去?


李家洋:从模式植物转到水稻,是我在回国之前做了长时间思考后决定的。当时我觉得中国是一个以农业为主的国家,有13亿人口,吃饭问题从来就是一个大问题。那个时候我就想,回到中国一定要做主粮作物。但是一开始的时候,包括现在,我们实验室依然还在做一些模式植物拟南芥方面的工作,因为这跟国际更接近,交流更充分。在这个过程当中,你所得到的思路、想法、技术、体系都可以应用到其他的重要工作上去,这是相辅相成,互相促进的。


王晓群:在您从事科学研究的道路上,您最想感谢的是哪些人或事?


李家洋:想要感谢的人非常多,尤其是前辈们,他们给了我很多的支持与指导,如李振声院士、许智宏校长,陈宜瑜主任、陈受宜研究员等许多老师们。还有实验室里的学生、博士后与工作人员,他们都做出了重要的贡献,实验室的每一个进步,都浸透了他们的心血与汗水。还有很多合作者,如钱前研究员、韩斌院士、李金军研究员、吴殿星教授、张国民研究员等等一大批合作者。


要感谢的人很多,很难一一列出来,他们都做出了很多重要的贡献,都是推动我们研究工作顺利进行的关键。没有这些老师、同事、同学们与合作者们的努力、支持与帮助,我们的工作很难顺利的向前推进。同时,还要真诚感谢国家科技部门如国家自然科学基金委、科技部、中国科学院在科研经费上的支持和遗传发育所在各个方面的长期支持与帮助。


我觉得,做好一件事情,需要方方面面共同的努力,任何一个环节都不能出问题。令人高兴的是我比较幸运,能够得到很多老师们的厚爱,得到他们的帮助和指点,也很幸运有一批非常优秀的研究生、博士后和工作人员在实验室做出了很多重要的工作。还有,家庭的支持极其重要,因为我大部分时间都在实验室里面,没有家庭全力支持,就不能潜心做科研,就不能做好工作。


关于未来:推动基础科研和应用的有效结合


王晓群:您对这个领域的研究前景有什么看法?


李家洋:这个工作是跟农业直接相关的,又是跟植物生长发育的基本科学问题相关的。所以它的意义在于,对一个基本的科学问题的探索必然会引领应用上的突破和前进,也就是说把基础科研跟应用很好的结合起来。我认为对于中国这样一个正在高速发展的国家,尤其是对应用性比较强的学科,这种思路是非常重要的。


说到未来的科学前景,从分子设计这个角度来说,我希望未来能够培育出智能型作物,实现高效培育高产、稳产、优质、高效、安全的新品种,这些新品种能够适应种植区域的环境,能够适应人类的健康需求和消费习惯。


团队管理的四要素


王晓群:作为一个科研团队的负责人,您是怎么去组织团队的?您认为一个最佳的研究团队是怎样的?您筛选团队的标准是什么?


李家样:做科研,团队的力量起决定作用,需要知人善任、合理分工,需要集每个成员的智慧和努力才能做出优异成果。同时,团队也不是固定不变的,除了固定的工作人员之外,所有的研究生和博士后都是流动的,这个时候管理团队就要注意四个因素。


一是如何去激发团队成员的雄心壮志,让他们始终充满热情,认识到工作的重要意义并且目标是能够实现的。


二是每一个人都应该有团队精神,能够分工和协作,这需要团队负责人了解每个人的特长,赋予他/她恰如其分的责任。


三是科学研究需要全心全意的投入,勤奋与坚持不懈必不可少。


四是每个人都应该有宽阔的思路,或者说良好的理解能力,需要知道解决问题的途径与方法,因此需要团队成员持续学习新技术、新方法、新理论。


王晓群:除了关于工作的问题之外,还想问一下您个人的生活是什么样的,您有哪些爱好呢?


李家洋:每个人都有自己的生活和业余爱好,科学家也是。我年轻的时候喜欢下棋,但是的确挺费时间的,现在更多的是看看书,什么都看,如人物传记、历史、小说、文学作品……能够从中吸取营养,陶冶情操。另外,这样的爱好有一个好处就是不受时间投入的限制,有时间了就多看一点,没有时间就少看一点,可以很好的调节工作和生活。


寄语年轻人:脚踏实地


王晓群:您对以后想从事科学研究,或者是刚刚踏入科学研究的年轻人有什么建议?


李家洋:要有雄心壮志,要有科学洞察力,更要勤奋努力、坚持不懈、踏实做事、低调做人。


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