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他们,早已习惯在实验室里过春节!

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春节期间,华农校园的主干道上

一串串红灯笼喜气洋洋,年味浓郁

有一群农业科研工作者并未踏上归途

华农作物学科水稻发育与基因工程团队

负责人刘耀光院士说

“我们习惯了春节期间在实验室里度过”

他们常年围绕水稻育种展开攻关

寒暑不断,春节依旧

只为培育出更高产、更优质的水稻品种

近日,刘耀光院士团队

春节期间扎根科研的故事

获《中国科学报》官微、官网头条报道


刘耀光院士团队获《中国科学报》官微、官网头条报道

刘耀光院士:

“习惯了在实验室里度过春节”

走进华农科技楼,五楼一间办公室门敞开着,门上贴着一个醒目的“福”字。一进门便是会议桌,透过左侧玻璃窗,可见沙发上方悬挂着华农原校长陈晓阳手书的“天道酬勤”,一位老者正在伏案工作——他就是中国科学院院士、华农教授刘耀光。直到学生轻声提醒,他忙起身热情相迎,笑着招呼记者落座。

对于春节仍加班加点,刘耀光说:“其实没什么,我们习惯了春节期间在实验室里度过。”


与时间赛跑的育种人

华农水稻发育与基因工程教师团队入选第三批“全国高校黄大年式教师团队”,点击图片了解更多

“种子是农业的‘芯片’。”刘耀光指出,农业科技自立自强是保障国家粮食安全的根本。

2024年8月,刘耀光领衔的水稻发育与基因工程教师团队入选第三批“全国高校黄大年式教师团队”,成为华农第三个获此殊荣的教师团队。这支队伍长期围绕稻种资源保护、杂交稻优势利用等开展研究,回答了水稻育性发育分子遗传基础等关键科学问题,曾获国家自然科学奖二等奖。

20世纪70年代以来,我国科学家利用天然野生稻雄性不育材料,成功培育出三系杂交水稻,技术已走在世界前列。然而,为什么这些野生稻不能产生可育的花粉,是哪些基因在控制?这些基础理论问题长期未解。

水稻是自花授粉植物,要培育杂交品种,就需创造“雄性不育系”作为母本,再与父本结合,实现杂种优势。过去培育一个不育系需七八年甚至十几年,若能从基因层面找到控制花粉形成的“开关”,育种效率将大幅提升。


刘耀光介绍团队创制的种子

经过不懈攻坚,2013年,刘耀光团队在国际上率先定位并克隆了一个关键雄性不育基因,阐明了其作用机理。此后,他们接连破解多个不育基因密码,并将其应用于育种实践。

“一株水稻就值得多代科学家研究。”刘耀光说,“研究永无止境。”

这份坚守,让团队在水稻育性调控领域持续取得突破:近期,他们揭示了水稻生殖隔离温度敏感性的分子机理;阐明了核基因监控线粒体蛋白积累降解的机制,为超高产杂交稻育种提供了理论支撑。

2026年,中央一号文件提出“深入实施种业振兴行动,加快选育和推广突破性品种,推进生物育种产业化。”这对农业科研工作者来说,是重大的机遇。刘耀光拿着装有水稻种子的玻璃瓶对记者说,“这是我们团队培育的新种质,当前正开展精准化育种。”如今,种植水稻,不仅追求高产稳产,还需抗逆抗病、优质营养。精准育种,正是为了满足“量身定制”的多元需求。


团队成员正在分析样本

春节期间,这群与时间赛跑的育种人依旧忙碌。团队成员将田间样本带回实验室,测量穗长、粒数,烘干、分析、提取DNA……试管林立,仪器轻鸣,“白大褂”凝神操作,记录每一组数据、核对每一个结果,常常忙至深夜。

“今年,师生团队将继续完善植物基因编辑工具,升级全球首个基于人工智能(AI)大语言模型的植物功能基因组学智能问答系统,研究培育高产优质杂交稻品种等,致力于解决种业‘卡脖子’难题,助力种业振兴。”刘耀光的学生、华农教授谢勇尧这样向记者介绍。

2021年,央视专题报道刘耀光院士团队植物基因编辑工具

近年来,基因组编辑技术广泛应用,极大推动了生命科学的发展。然而,随着基因编辑衍生技术和应用场景的不断拓展,产生的突变类型更加多样化,如何准确、高效地检测基因组编辑结果成为急需解决的问题。

实验室的电脑屏幕上,一套名为SuperDecode的基因编辑突变分析工具正实时更新数据。该工具由团队成员、我校副研究员谢先荣主导开发,是编程与实验深度融合的结果。其前身DSDecode已在全球1000多个实验室使用,每月平均解读超3万个测试文件。

谢先荣带领团队结合水稻基因编辑经验,一边钻研生物信息学,一边编写代码、调试参数。“每一个模块都经过实验数据优化,确保检测精度与实用性高度契合。”谢先荣介绍,他们还成立了维护小组持续优化升级该工具,让科研人员“使用方便、上手快捷”。

与已有的相关软件工具相比,SuperDecode是一个全面、综合的基因编辑突变分析平台。根据检测样本量、潜在的突变类型特征等,用户可以选择检测方法和分析模块;只需登录在线平台,上传测序数据,选择对应检测模块,即可获得突变位点、编辑效率等详细报告。它不仅服务于高校院所的基础研究,也为种业企业提升育种效率提供了强大支持。


PlantGPT的技术工作流程图

如果说SuperDecode是基因编辑的“精准解码器”,那么团队另一项创新——植物功能基因组学智能问答系统PlantGPT,则是科研人员的“AI超级大脑”。在刘耀光与华农研究员祝钦泷的指导下,华农2023级博士生张瑞祥联合清华大学团队将7万多篇高质量植物科学文献、2.3万个基因功能数据通过检索增强生成技术融入大模型。

针对通用大模型的“幻觉”问题,团队建立了十维度专业评价体系,经过反复打磨,PlantGPT能像专家一样给出带准确引用的解答,为植物科学研究领域提供了全新的AI辅助工具。最新升级版本更扩展了水稻、小麦、玉米等作物的知识库,并整合合成生物学元件库,为代谢通路设计提供了方案。

“通过PlantGPT,我们可更高效地挖掘性状改良靶点,加速‘紫晶米’‘赤晶米’等功能营养型作物的创制。”张瑞祥说,这个免费平台已被全球科研者访问超1万次,真正将AI算力转化为生物育种的生产力。


传承中走出青春力量

华农是广东8所“双一流”建设高校中唯一的农林类高校,从“中国稻作学之父”丁颖院士,到“全国优秀共产党员”卢永根院士,再到“全国师德标兵”刘耀光院士,(点击阅读相关报道)的精神,在这里薪火相传。

传承,在实验室的岁岁年年里悄然延续。刘耀光的学生、华农2023级博士生许冰群回忆,研一时,她在实验中遇到难题,多次调试都没有成功。一次,她偶然遇到了刘耀光。“他立刻拿出纸笔,从原理、操作到试剂配比、仪器参数,逐一进行分析,连基础细节都反复提醒。这对刚入门的我来说,是无比宝贵的引领。”


刘耀光在指导学生

在导师刘耀光和华农研究员郭晶心的指导下,许冰群聚焦水稻抽穗期性状展开攻关,最终建立了编辑UTR区域调控抽穗期的技术体系,首次证实了该区域对相关基因的正调控作用。她也因此荣获袁隆平追梦奖学金、全国大学生职业规划大赛广东省分赛决赛银奖。

“刘院士每年为本科生讲授‘开学第一课’‘生物育种保障粮食安全’等专题,厚植学生‘三农’情怀。”华农生命科学学院党委书记吕剑红告诉记者。

华农2025级博士生谭咏芝说:“刘老师在我心中是纯粹、和蔼的长辈,也是倾毕生所学、传薪授业的科学家。”她提到,团队中有80位研究生,即便大组会无法到场,刘耀光也会叮嘱大家发PPT,只为“不错过对任何一位同学的指导”。

华农副教授赵哲回忆说:“有几次凌晨1点左右收到刘老师指导课题细节的信息;一把椅子他要坐到烂才肯换;去三亚南繁基地考察后,他不愿打车,请农场工人骑电动车送自己去高铁站。”


这种严谨与朴素的作风深深影响着团队。张瑞祥说:“刘老师的言传身教让我明白,成长不仅是发表论文,更要学会像科学家一样思考。”在PlantGPT开发初期,刘耀光指出核心立意问题,并提出数个前瞻性质疑,“这种敏锐的科研嗅觉,为我们拨开了迷雾”。

采访期间,记者问及新年愿望,属马的刘耀光脱口而出:“多出成果。”

窗外,灯笼轻轻摇曳;室内,仪器发出低鸣。在安静的实验室里,水稻的基因密码正被逐一破解,青春的科研之火正接续燃烧。他们用坚守诠释“天道酬勤”,用创新守护大国粮安。

别样的“年味”

在实验室里传递

刘耀光团队始终坚守

用一个个数据、一粒粒种子

践行着最质朴的誓言

华农人扎根农业、创新自强

将最踏实的祝福献给时代

/华农新春特辑四丨2025他们何以“顶天立地”!/

/ 央媒聚焦!华农一流学科成果/

/“无论任何头衔,首先要做好教师的本分。”/


-SCAU-

来源 | 中国科学报

(文:朱汉斌 图:朱汉斌 柴超凡)

编辑 | 新禾融媒体工作室 陈梓滢 敖艺丹

初审 | 费思迎

复审 | 陈芃辰

终审 | 钟耿涛





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