川农大团队破解水稻育种“魔咒”，摘得国家大奖

本文转自：人民网-四川频道

7月8日，2025年度国家科学技术奖在北京揭晓，四川农业大学陈学伟教授被授予国家自然科学奖二等奖证书。这位从稻田里走出来的科学家，带领团队用10年时间，破解了一个长久困扰水稻育种的问题——水稻的抗病与高产之间难以兼得。由他主持完成的“水稻抗病高产协同调控的分子机理”项目，为农业科技工作者守护“大国粮仓”添上了浓墨重彩的一笔。

四川农业大学陈学伟教授。四川农业大学供图

向“水稻瘟疫”宣战，直面育种困局

稻瘟病，肆虐全球稻区的“水稻癌症”，我国常年因之减产稻谷超30亿公斤，足以供养1500万人口一整年。但是，令水稻育种界束手无策的是，水稻抗病与高产仿若天生对立：一般认为，植物进行抗病和发育都会消耗自身能量。抗病品种需耗费大量能量维系免疫，往往以减产为代价；高产品种则能量主要用于生殖发育，抗性弱，容易染病。“抗病难高产、高产难抗病”的悖论，长期都是水稻育种的一大桎梏。

直面这一痛点，陈学伟和团队一起，展开了一场从基因到田间的系统攻坚：首先以种质资源挖掘与基因鉴定筑底，通过探寻抗病与生长的平衡之道来破局；在此基础上，进一步推动抗病与高产的协同跃升；同时以绿色外源防控作为兜底保障，构建起“筑底—破局—跃升—兜底”的完整链条。4个板块逻辑层层递进，环环相扣，构建起从基因到田间、从内在免疫到外源防控的一套完整解决方案。为尽可能提高研究效率，团队成员兵分4路同步推进、互为支撑。

“传统认知里，抗病性过强必然抑制生长，因为植株能量分配有其上限。”陈学伟道出突破的核心，“我们就是要发掘一些基因，它们能智能‘按需激活’，以此打破能量掣肘。”

4把钥匙，层层解锁世界级原创突破

团队成员分工协作，10年求索，他们的回答就藏在4把“钥匙”里。

第一把钥匙——种质筑基，发掘“隐藏密码”。团队从全球28个国家搜集3100份水稻种质，构建核心群体，首创基因组结构变异与拷贝数变异精准鉴定技术，绘制国际首个水稻图形基因组，发掘14.1万个结构变异、2.4万个拷贝数变异，其中82%和95%为全球首次发现。也正是基于此，一个广谱抗病资源——“地谷”进入了团队视野，为他们开启了找到第二把钥匙的大门。

第二把钥匙——平衡抗病与生长，实现“鱼与熊掌兼得”。从“地谷”中，团队耗时6年克隆出抗病新基因Bsr-d1。它像个“智能免疫调节器”：病原菌侵染时，水稻下调其表达，促过氧化氢适度积累抵御病菌；病菌被清除后，它又恢复表达，保障正常生长，实现抗病不牺牲产量。这一发现打破了“抗病必抑生长”的传统认知，入选2017年度“中国生命科学领域十大进展”。

第三把钥匙——抗病与高产协同，实现“双向增益”。团队从3100份种质中筛选出87份高产材料，经3年多点抗性鉴定，最终首次发掘到一个既抗病又高产的双效基因IPA1。它像个枢纽开关：受到病原菌侵染时磷酸化激活免疫；病菌清除后又能去磷酸化调控产量。这一发现十分令人惊喜，因为它打破了“单基因无法同时调控增产与抗病”的传统认知，使抗病与高产协同提升成为可能。这一重要发现入选2018年度“中国农业科学领域重大科研进展”，并被全球约8000位顶尖生物医学专家组成的“F1000Prime数据库”两次推荐为“新发现”。

第四把钥匙——绿色防控，加固外源性稳产“防线”。稻瘟病大暴发时，再抗病的品种也可能“扛不住”。但传统农药用量大、污染重。陈学伟带领团队从病菌的“进攻路数”入手，从1500份稻瘟菌中鉴选出35份具有遗传代表性的菌株，想方设法摸清了其依赖超长链脂肪酸合成酶作为“入侵钥匙”的机制，并成功筛选到了一种低浓度就能锁住这把“钥匙”的化合物——它对人畜安全风险极低、环境友好。这一成果被专家评价为“病原菌致病机理及新农药创制领域的重大突破”。

10年攻关，做顶天立地的科研

国家大奖的背后，镌刻着陈学伟近30年的初心坚守，也凝聚着项目组成员奋斗拼搏的心血。

1997年，24岁的陈学伟还是在读研究生，在导师周开达院士、李仕贵教授、朱立煌研究员、黎汉云研究员等的指导下，开始在广谱抗病水稻中，寻找抗病基因。

2011年，陈学伟作为高端人才回到母校四川农业大学，组建团队接续攻关。这是一场艰苦卓绝的“拉力赛”：种质资源收集跨越全球28个国家，表型鉴定每年涉及五六千份材料，田间记录摞出几百斤厚册子。钦鹏小组耗时10余年解析基因组，李伟滔小组6年如一日从数万个后代中锁定关键位点，王静小组为攻克IPA1机制经历过整整2年的瓶颈期——无数次实验折戟，无数次推倒重来；贺闽小组单是证明“病原菌超长链脂肪酸的致病作用机理”就耗时2年。盛夏，团队成员曾连续一个月每周4天泡在田里，头顶烈日、脚踩泥泞，“每天带一身泥回家”。没有甘坐冷板凳的定力，就没有基础研究的“一跃”；没有把论文写在大地上的情怀，就没有成果落地的“一程”。

陈学伟说，袁隆平、周开达等前辈让水稻增产、消除饥饿；我辈接力，要在增产之上筑牢抗病屏障、减药增效；以后国家粮食安全要保障、农业科技要发展，还需朝着抗病、高产、优质、营养多元的目标奋进。这种不断求索的信念，支撑着团队在基础研究前沿不断突破，也始终不忘将科学发现转化为田间实效——他们的研究成果培育出抗病高产水稻新品种35个（其中国审品种12个），累计推广1323万亩；其中“川康优6308”获评超级稻，连续3年入选四川省农业主导品种；核心先导化合物已赋能农化上市企业，助力绿色农药研发。

“水稻与稻瘟菌的军备竞赛永不停歇，我们的科研也永无止境。”陈学伟目光坚定。从重庆梁平的儿时稻田，到国际顶刊的版面，再到稻浪起伏的田野——这一路的足迹，是一个人、一个团队对土地最深情的回答，也是农业科技工作者“顶天立地”最生动的注脚。（杨雯）