關注國家科技進步獎丨王天宇：挖掘優異種質資源 當好“備菜”人
11月初，中國農業科學院作物科學研究所研究員王天宇牽頭完成的“玉米優異種質資源規模化發掘與創新利用”專案獲國家科技進步二等獎。王天宇向新京報記者介紹這個專案時說，通俗一點，可以將自己的工作理解成“不斷地收集玉米種質資源，發掘有用的材料”。這短短的十餘個字，就是科學家埋頭在玉米地裡的二十年。“優異玉米種質資源的挖掘永無止境。”他說，種質資源的挖掘，是給育種工作提供材料基礎，好比育種家們要做一盤好菜，而自己，就是那個“備菜”的人。
王天宇研究員在田間篩選抗病抗旱自交系。中國農業科學院作物科學研究所供圖
收集、挖掘優異種質資源就是為育種“備菜”
據國家統計局資料，2012年，
全國
玉米產量為20812萬噸，也是從這一年起，玉米成為了我國第一大糧食作物。我國並不是玉米的原產國，在它約500年前傳入中國前，玉米已經在南美洲被馴化了幾千年。
“在中國，玉米的產區分佈非常廣，從南到北，從東到西。”王天宇說，對於一個非原產國來說，玉米的種質資源的挖掘是面臨非常大的壓力和挑戰的，“一方面需要有儘可能多的種質資源去滿足各地不同的地理條件，另一方面玉米在我國本身的多樣性和豐富程度相對而言非常有限。”在過去20年裡，王天宇的工作，就是在壓力面前完成這個挑戰。
科學家們將種質創新稱為“前育種”，具體解釋起來，就是將那些育種不易利用的種質資源變成育種好利用的材料，把不適應的外來種質改良成本地能利用的育種材料。
王天宇認同這個解釋，他進一步告訴記者，收集方方面面的玉米種質資源、把育種家們可能並不方便利用的材料進行二次加工、創新、保留優異的性狀、持續不斷地滿足育種需要去支援產業的發展，這是自己與團隊的目標。
“打個比方，”王天宇試圖向對這個領域不甚瞭解的人解釋自己的工作，他說育種就像做飯炒菜，除了需要如育種科學家這樣的“廚師”，也需要如自己和團隊夥伴這種完成“備菜”工作的人，“要想更容易地炒出好菜來，滿足不同地區的‘口味’，那麼就需要我們在前期來準備更高質量、更優質的‘食材’。”王天宇說。
據中國農科院的資料，在過去的20年裡，王天宇與團隊使庫存資源數量增加了110%，地方品種種族增加到146個，國外種質資源佔比從12%提高到28%，極大地豐富了我國庫存玉米種質資源，實現了量與質的同步提升，不僅為我國玉米育種與產業可持續發展擴充了戰略儲備，也為優異種質資源發掘及育種利用奠定了紮實的材料基礎。
沙裡淘金 埋頭苦幹的同時也得有一點運氣
專案進行中有哪些難點？王天宇首先提到的自己專案進行的基礎，“就是需要豐富的種質基礎，需要資源的廣泛收集，只有收集足夠多的‘沙子’，才有可能從中淘出‘金子’來。在這個基礎上，還要面臨技術體系的建立，和鑑定平臺的搭建，最終還需要有相當的鑑定規模。”
除了技術上的難點，在種質資源規模化發掘過程中，科研人員時間和體力上的投入也是巨大的。海南的氣候條件能為育種工作按下“快進鍵”，為了玉米種質資源的篩選鑑定工作，早期王天宇和團隊在一年中，幾乎有一半的時間都需守在三亞的玉米地裡。實驗用地是向當地老鄉租用的，距離老鄉的住所大多不近，科研人員每天的固定工作，就是趁著日出，坐著三輪車趕往地裡，頂著日頭和高溫，拿著紙袋子和工具在田間為玉米套袋授粉。
王天宇回憶那段經歷時說，雖然工作的地點在三亞，但是自己和同事們幾乎都沒有去過海邊，基本上到了三亞，就一頭鑽進了玉米地。“事實上，不只是我和我的同事、團隊，我們這個行業裡的科研工作者都經歷過這些，也並不覺得這些有什麼。”王天宇說，現在很多科研的條件對比十幾年前都有很大的改善，過往的科研經歷，也就都變成了珍貴和令人感慨的回憶。
專案召開玉米優異種質資源田間展示會。中國農業科學院作物科學研究所供圖
從某種角度上，專案中的玉米種質資源鑑定規模當算是新中國成立以來數量最大的，科研人員與優秀的種質資源相遇，似大海撈針，而在這個過程裡，偶爾還需要一點運氣。“有時候你會發現，可能是趕巧了，鑑定出的種質資源恰好性狀都不錯，育種家們可能直接就能用得上，也有的時候，可能這個資源只有某個性狀特別優異，其他性狀很差，那麼這就需要進一步的加工，再提供給育種的下一個階段。”
實際上，我國玉米育種的種質基礎狹窄，導致一些優良種質資源的過度集中使用，造成另一種風險。王天宇說，這不僅是我們國家，也是包括一些發達國家在內，所面臨的比較突出的問題。種質資源基礎狹窄會導致什麼樣的問題？在專家們看來，如果利用率較高的種質材料中有一些潛在的短板，那麼一旦外界形成能夠觸發短板的條件，影響所波及的面就會更廣、損失就會更大。
豐富種質資源多樣性的基礎、鑑定發掘與創新優異玉米種質資源，其終極目標是解決生產中存在的關鍵問題，推動種業科技進步，使我國糧食安全、生態安全得到保障。為此王天宇的專案組構建了定向組配和定向選擇相結合的玉米生態育種模式，開展類群間定向組配和目標性狀定向選擇，利用創新種質育成抗病抗旱高產新品種22個，“這些品種會在生產上和科研上發揮它應有的作用。”王天宇說。
二十年後 玉米育種仍有諸多攻關點
在約20年前，由王天宇參與撰寫的一份期刊文獻中提到，我國的玉米種質資源研究人員、育種工作者和種子公司脫節現象嚴重，彼時如一盤散沙的玉米研發體系實在是無法滿足種質資源共享的需求。而在20年後的今天，王天宇說，自己的團隊和這個行業內的科研人員、種子公司都迎來了彼此間的“雙向奔赴”。
“這是歷史發展的必然。”他提到特別是最近五年，國家層面中，農業農村部組織建立了玉米良種攻關聯合體、制定國家良種重大科研聯合攻關五年計劃，都促進了資源的展示和相互交流。“再加上整個網路和通訊的發展，也讓行業內的溝通更加順暢和方便。”
“正如我們國家的很多別的行業一樣，隨著國家的發展，我們都會在不同的時代面臨不同的問題。”王天宇說，在自己所在的這個領域，依然存在諸多亟待突破的攻關點。
他首先提到，我國的玉米產量與發達國家相比，仍然相對較低，“相當於美國的60%-70%，當然，這與我們國家的土地、氣候、水資源等自然條件也有關係。”不過，王天宇說，站在育種的角度講，這也需要透過繼續提升品種的抗性，來增加玉米的產量，“這個空間是非常大的。”
同時，他也提到要提高玉米的生產效率，實現玉米的全程機械化生產。“就目前來看，與水稻和小麥相比，它本身是‘懶人作物’，卻在收穫時需要人們投入更多的精力和時間去掰棒子、晾曬。”王天宇說，打通玉米機械收穫籽粒“最後一公里”，也值得科研人員在品種的更新上使勁兒。
談到第三點，王天宇提到了關於玉米綠色增效上的關注，“也就是能透過品種的選育，減少在種植過程中，水資源和肥料的應用。對於國家來說，這也是一件非常有意義的事情，也是值得需要進一步努力的。”
永無止境 種質資源的挖掘需要一直持續
在王天宇看來，自己和團隊的工作，是一件可能永遠都沒有盡頭的工作。“即便有一天我們成為了資源強國、農業強國，但我們對於更好的種質資源的需要不會改變。”行業內的專家所從事的工作也像體育競技比賽一樣，永遠追求一個“更”字，“就算有一天擁有了很好的成績，也並不意味著我們站在了頂點之上，所以我想，這個工作就是需要一直持續。”王天宇說。
11月初，在北京人民大會堂舉行的國家科學技術獎勵大會上，王天宇和他的同事憑藉“玉米優異種質資源規模化發掘與創新利用”獲得了二等獎。在10個主要完成人中，除了王天宇，還有黎裕、楊俊品、扈光輝、劉成、王曉鳴、楊華、王振華、程偉東、李永祥，以及眾多沒有寫在獲獎名單中、也做出重要貢獻的科研工作者。
沒有人會真的喜歡“坐冷板凳”，但行行業業都需要有人在做。實際上，種質資源的收集和創新，在整個育種過程中是非常前期的事情，這也曾經並不是一項容易被人關注到的工作，從業的科研工作者也幾乎都認定了這項幕後事業會註定默默無聞。
在接受新京報記者的採訪時，王天宇說，這個獎項是對自己和同事們的一個慰藉和激勵，“我們會繼續推進這項工作，再接再厲，為持續不斷地提升玉米種業科技水平，我們會作出我們能做的、應有的貢獻。”
新京報記者 田傑雄
編輯 張樹婧 校對 柳寶慶
