中國工程院院士、水稻分子遺傳與育種專家萬建民團隊扎根南京助推鄉村振興
江蘇南京：破解水稻“密碼”，讓更多人“吃飽更吃好”
萬建民（左二）和團隊在位于江寧區淳化街道的南農大土橋水稻實驗基地里查看水稻長勢、觀察相應性狀。 萬建民團隊供圖
編者按
今年，是全面貫徹落實黨的二十大精神的開局之年，是全面推進鄉村振興、建設農業強國、推進農業農村現代化的關鍵之年。新時代、新階段，南京如何立足市情實際，全面推進鄉村振興？即日起，南京市農業農村局聯合南報融媒體推出“鄉村振興調研行”欄目，圍繞產業、人才、文化、生態、組織振興五大板塊，聚焦扎根鄉村創新創業的人物故事，展現中國式現代化南京實踐的精彩“三農”篇章。
□ 南京日報/紫金山新聞記者 杜瑩 通訊員 江玲 劉世家
周五搭乘最晚的航班來南京，周日再搭乘最晚的航班回北京……在中國工程院院士萬建民的日程表中，似乎并不存在“雙休日”的概念。每次來南京，他不是在南京農業大學輔導學生課題，就是到南農大土橋水稻實驗基地指導育種。
“已經習慣了，這20多年，只要條件允許，我都會在周末回到南京。”11月6日上午，記者在南京農業大學見到萬建民時，他正忙著和團隊交流指導多個課題的最新進展，當天下午他又要趕回北京。
行程雖然忙碌，卻讓萬建民感到充實和高興，“團隊專心水稻分子遺傳與育種，從2000年的3個人發展到如今100多人，初心和目標始終不變，就是為保障國家糧食安全作出應有貢獻。”
破解水稻雜種不育“密碼”
萬建民的“水稻情結”或許可以追溯到中學時代每月分到手的7.5公斤全國糧票，“那時候很少吃到米飯，能吃飽就是最大的幸福。”彼時，他就下定決心，“長大后要學農，讓更多人吃飽肚子。”
大學畢業后，萬建民繼續在南京農業大學攻讀碩士學位，1991年進入日本京都大學水稻育種實驗室攻讀博士學位。1999年4月，萬建民回國到南京農業大學，正式組建研發團隊，并牽頭建立土橋水稻育種實驗基地及南繁基地，保障水稻種質資源鑒定、基礎研究、新品種選育、栽培示范等研究。
在水稻界，有一個困擾專家多年的難題——秈稻有比較好的耐熱性，抗病抗蟲，粳稻有比較好的耐寒性，品質也較好，但二者之間存在生殖隔離。萬建民介紹，與秈秈雜交水稻相比，秈粳雜交水稻可進一步提高單產15%至30%，但會出現花粉不育、小穗結實率低、子粒不飽滿等雜種不育現象。
為破解這一難題，萬建民團隊在全基因組層面尋找引起這種雜種不育的“罪魁禍首”，最終“鎖定”了其中一個效應最大的基因位點。分析發現，該位點由一對獨特的基因組成，它們成對出現，其作用就如“破壞者”和“守衛者”，前者能對所有花粉產生傷害作用，引起花粉的敗育；后者能阻止前者基因的傷害作用，使花粉正常發育。
研究團隊進一步詳細解析了“破壞者”基因和“守衛者”基因在細胞內部具體作用的分子機制，首次從分子層面闡明了水稻雜種不育的機理，實現了該領域里程碑式的突破，相關成果于今年發表在國際權威學術期刊《細胞》。至此，繼2013年、2018年在《自然》《科學》雜志發布研究成果后，萬建民團隊已實現在三大頂尖期刊均發表成果的“大滿貫”。
土橋基地育成粳稻新品種18個
隨著水稻雜種不育機理的闡明，優質基因被陸續發現，萬建民團隊加速將這些科研成果應用到新品種水稻培育中，讓水稻高產又好吃。
8日上午，位于南京市江寧區淳化街道的南農大土橋水稻實驗基地的500畝稻田一片金黃，數十個戴著草帽、膚色黝黑的人正在田間查看水稻長勢、觀察相應性狀。他們便是由萬建民領銜的水稻遺傳育種團隊，包括10多名教授以及碩博士在內共100多人。
走進稻田，記者發現這里被劃分成了親本區、分離群體區、株系區、展示區等，形成俄羅斯方塊似的水稻迷宮。定睛細看，田里每株水稻都標注著“身份碼”——品種（系）編號。取下套在水稻上的牛皮紙袋，能看到上面詳細記載著水稻的親本信息。
在這個水稻基地，每年都有成千上萬個不同的水稻品種等待鑒別，經過層層篩選脫穎而出的水稻才能擁有專屬“姓名”。最近這段時間，大部分團隊成員都“泡”在基地，收獲種子，測量穗長、每穗總粒數、每穗實粒數，計算結實率，檢測出米率、堊白度和直鏈淀粉含量等稻米品質指標，為接下來的南繁做準備。
“水稻育種要花大量時間在田里觀察篩選，還要對大量數據進行分析。選親本雜交、分離群體、選單株、區試、品種審定、推廣，這一系列過程下來，一般要花上10年時間。”萬建民說。
從原先92畝土地到如今500多畝稻田，20年來，萬建民團隊已在土橋基地育成粳稻新品種18個、秈稻新組合6個，創制新材料數以千計。其中寧粳1號、寧粳3號、寧粳4號、寧粳7號、寧香粳9號等被農業農村部確認為超級稻品種，2020年推出的寧香粳9號在國家優質粳稻食味品質鑒評中連續獲得金獎第一名、第二名。
立足南京助力鄉村產業振興
院士走進田頭，撐起現代農業，也有力助推鄉村產業振興。記者了解到，依托南農大土橋水稻育種基地，寧香粳9號等一批優質水稻品種第一時間在南京落地試種，并得到大面積的推廣應用，為南京糧食增產、農民增收作出了突出貢獻。
目前，寧香粳9號僅在淳化街道的種植面積就已超過2萬畝，平均畝產量達650公斤以上。靠著這一“明星品種”和萬建民團隊的技術指導，當地大力發展優質稻米產業，擦亮“土橋牌”珍珠米“金字招牌”，帶動農民增收致富。如今，土橋精品大米每公斤售價高的達到24元，是市面上普通大米的3—4倍，還未上市就被預訂一空。
回首與南京40多年的緣分，萬建民感慨良多，他表示：“南京的大學很多，科教文化的基礎和底蘊比較好，政府對農業生產特別對糧食安全非常重視，多方位支持水稻新品種選育、試驗示范推廣等工作，這給了團隊很大的底氣。”
鄉村振興，人才先行。近年來，南京積極發揮科技創新的引領驅動作用，著力提高人才助力鄉村振興的下沉率和滲透率，將人才和科技資源配置到鄉村振興重點領域和薄弱環節，推進科技創新精準賦能鄉村振興。截至目前，全市已建成國家及省市科研平臺80余個，打造先進農業技術應用示范場景50多個，集聚院士團隊近10個、高新技術企業60余家，集成輸出數十項創新科技和產品。全市累計建設4個現代農業產業技術創新團隊、34個現代農業產業技術體系科技示范基地、123個產學研合作示范基地、200多個“四新”推廣示范基地，12家企業入選省級優勢特色種苗中心。
微訪談
記者：一個水稻新品種問世要經歷哪些環節，難點在哪？
萬建民：水稻育種是一項周期漫長的工程，將分子育種與常規育種相結合，能加速培育速度，但發掘優異基因，平均需要搜集上萬份資源，要耗費大量的人力、物力和時長。從找到親本，到進行雜交、一代代篩選，再到區試和生產性試驗，一般需要10年左右的時間。為了加快育種周期，每年冬天團隊會到海南的南繁基地播種種子，等成熟后再將其帶回南京繁殖下一代種子，運氣好的話，能夠縮短一半的育種時間。
記者：水稻新品種除了追求產量，還要關注哪些問題？
萬建民：隨著人們生活水平的提高，百姓不光是要吃得飽，更希望能吃得好、吃得健康。以寧香粳9號為例，除了具有高產、抗病性和抗倒性等優勢，稻米外觀品質好，米粒透明有光澤，同時還帶有香味基因，使得大米吃起來香味濃郁獨特，口感軟韌有彈性，很受歡迎。這幾年，我們還選育出適宜糖尿病、腎臟病病人食用的低蛋白品種和適宜高血壓病人食用的富含GABA（γ-氨基丁酸）的品種，為吃出健康提供了可能。
記者：圍繞水稻分子遺傳與育種，助力鄉村振興，您和團隊下一步還有哪些計劃？
萬建民：我們將持續關注與水稻產量品質、抗性養分高效利用相關的重要基因，挖掘這些優異基因，解析它的功能，同時利用BT（基因編輯、全基因組選擇等生物技術）+IT（大數據、人工智能等現代信息技術）高效農業生物育種技術，培育更多適合南京、適合江蘇和長江中下游地區的，老百姓喜歡的優質水稻品種，同時兼顧產量抗性，為保障國家糧食安全、助力鄉村振興作出應有貢獻。
