傅向东破译水稻高产少肥密码:清科研究深化植物生长机制
在春节期间,一则关于傅向东团队发现赤霉素信号传导新机制提高水稻氮肥利用效率的新闻虽因疫情防控消息淹没,但仍引起了业内的关注。该研究荣登《科学》杂志封面,进一步揭示了植物赤霉素信号传导与氮素响应之间复杂相互作用的机制,是傅向东十多年来对赤霉素和氮素协同调控水稻生长发育机理深耕的一次重大突破。
傅向东,作为一个喜爱搞研究的人,从高中时期就对遗传学产生了浓厚兴趣。在中学生物课中,他对于人类ABO血型遗传产生了好奇心,这份好奇心使他坚定选择武汉大学生物系遗传学专业,并师从英国皇家学会会员、牛津大学教授尼克哈伯德学习。
上世纪60年代,以降低农作物株高、半矮化育种为特征的第一次“绿色”,解决了温饱问题,但其后半矮化农作物株高变矙导致氮肥利用效率下降,成为新的挑战。傅向东用实验证明“绿色”矮秆品种氮吸收能力降低这一事实,并系统比较了带有“绿色”矯秆基因和不带基因的水稻近等基因系,发现植株变矙后的氮素吸收和同化能力确实下降。
将个人兴趣与国家需要相结合是他的初心。回国后,他选择解码“超级稻”高产性状形成的分子机理,将目标设定为找出关键基因,以便通过分子育种提高作物产量。他成功分离出了DEP1、高产基因GW8、NPT1及LGY3等一批重要基因。
然而,他发现要想在减少氮肥施用的同时提高作物产量,还需解答当年英国时思考的问题——如何在现有施肥条件下增加每穗穗粒数?这成为他日夜琢磨的问题。他开始探索植物生长——代谢平衡协同机制研究,为此他带领团队找到与植物氪素吸收及利用率密切相关的GRF4基因,并揭示其原因及其解决方案。
目前,最关心的是如何与育种家加强合作,将基础研究与实践经验结合以推动育种技术进步。他认为做科研更应该思考,而不是简单地模仿别人,不要NO.2,更不要Me too。这也是他在英国留学所学到的宝贵内容之一。而对于文本创作,他要求学生讲述一个完整故事,因为记住的事比文章更容易被记住。