走进稻田实验室，林鸿宣院士：AI再快，也要到田里看“表型”[全程放送]｜科创实景思政课堂

来源：滚动播报

（来源：上观新闻）

一顶草帽、一双水靴，四十余年扎根田间。

本期科创实景思政课堂走进中国科学院分子植物科学卓越创新中心和松江水稻试验田，对话中国科学院院士林鸿宣。同学们从表型组观测平台、人工气候室一路走到稻田，把一个个问题抛给真正研究水稻的人：AI越来越聪明，科学家为什么还要亲自下田？为什么要重新从野生稻里寻找基因？科研应该解决老问题，还是追问新问题？

从耐热基因到未来的“聪明水稻”，从归国时选择啃“硬骨头”，到多年往返上海、海南育种，林鸿宣讲起一粒种子背后的科研选择与坚持。来看文字实录↓

01 为什么一定要

到田里看看？

主持人：今天，这堂特别的课就设置在了中国科学院分子植物科学卓越创新中心。它的前身可以追溯至1944年成立的中央研究院植物研究所，近八十多年以来始终站在中国植物科学的最前沿。那今天，我们能否在这里找到那把打开科学家精神的钥匙呢？

今天我们要拜访的这位WHY星大来客，有人叫他“泥腿子院士”，也有人说他比农民更懂水稻。他带着团队从一粒种子里挖掘出对抗高温和盐碱的基因武器。他究竟是谁？在那顶草帽和那双水靴的背后，又藏着怎样不为人知的追问与答案呢？

主持人：水稻养活了全球一半以上的人口，在中国，65%以上的人口以大米为主食。然而，气候变暖、土地盐碱化、干旱频发，这株小小的作物正承受着前所未有的生存压力。谁来守护中国人自己的饭碗？

有这样一个人，把实验室搬进田间，用四十余年破解水稻求生的基因密码。

2015年，历经八年筛选，他在水稻4万个基因中率先克隆出抗热基因，为水稻装上第一道高温安全阀。之后，他的团队又陆续挖掘克隆出多个水稻耐热基因。

2025年，团队再下一城，发现后绿色革命基因，让水稻在盐碱与高温的双重夹击下，依然挺直腰杆，颗粒饱满。

从耐盐到抗旱，从抗高温到夺高产，一粒种子背后，藏着一个大国的粮食安全底气。

他就是中国科学院院士林鸿宣。

林鸿宣：大家好，欢迎你们过来参观我们所的研究基地。我叫林鸿宣，是从事水稻研究的一位科研工作者。

这里是我们位于松江的作物栽培和育种实验基地。

Q：您都已经是院士了，为什么还要亲自下田？

林鸿宣：这是一种习惯。因为我们做水稻研究，一定要到田里面去看看。

水稻长得怎么样，穗子的大小怎么样，株形怎么样，抗不抗病、抗不抗热，这里面都有它的奥秘。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心晁代印：大家可以看到这里面种了数百万份各种材料，有水稻、有棉花、有玉米，还有大豆等等各种作物。

Q：我们平常吃的黑米、糙米，也是这些水稻种出来的吗？

晁代印：是的，大家可以看到远处那株水稻是紫色的，看到没有？这稻米就是黑米，花青素特别高，对我们人体有非常好的营养。

Q：这里有没有超级厉害的水稻？

晁代印：有的，大家可以看到这里面的是各种不同的水稻品种，他们有不同的本领。

当我们把这些基因找到之后，我们把它组合起来，那么这个水稻就会又耐虫、又耐病、又耐热。所以这样的水稻就是超级水稻，这是我们的目标。

下面我带大家去看一个非常酷的装置。

晁代印：大家看一下这个基地和我们平时看到的有什么不同？大家可以猜一猜这个大架子是干什么用的？

A：我觉得应该是撒农药的东西。

A：我刚刚看到这个盒子发出了类似紫外线一样的光，我觉得它可能还会起到杀菌消毒的作用。

晁代印：这里实际上是我们的表型组观察平台。它里面集合了五个传感器，我们也可以认为是五个相机，还有红外相机，有高光谱，有激光雷达等等。

下面我发布一个任务，大家可以去拍照，然后告诉我你发现了有哪些不一样的地方。同学们拍照的时候，还有机械狗和大家一起拍摄。

A：我发现这边的穗子感觉比较密，是绿色的。然后这边的穗子颗粒比较分明，是黄色的。

A：这张照片里面叶子很粗，另一张照片叶子就很细。

A：我刚刚还看到了一株上面有毛的。

A：我发现在同一株里面，它最底下的茎的粗细也是不一样。

晁代印：大家非常好啊，发现了非常多的不同。我也给你们看看机械狗拍的照片好不好？

这个照片拍的是什么呢？是它的温度，红外线摄像。你可以看到这个红的地方是温度比较高的地方，黑的地方温度比较低的地方。

Q：大家看一下，这张照片是什么？

晁代印：这个不是热成像，这个叫光合作用成像，就是它的叶绿素荧光就可以直接看出它正在光合作用的样子。

机械狗拍好照片之后，它可以同时把这些数据全部记录下来，然后直接变成可考察的数据，传到我们的平台上，就可以直接进行后续的一些分析。

同学们，刚才我们看了我们的实验基地，那里面有成千上万甚至上百万份的各种材料。这些材料最终会汇聚到我们枫林园区进行分析和研究，形成我们的一些成果。下面我们到人工气候室去参观一下。

晁代印：大家现在来到了水稻的培养间，大家看到这里面也有非常多的水稻品种。

在我身后这个非常有意思，你可以看到它长得非常的大，而且它的穗子和我们的普通水稻也不一样，大家知道这是什么吗？

A：野生稻！

晁代印：野生稻都是匍匐生长的，实际上匍匐生长对于产量来说不是一个好的性状，因为它占了很大的面积，但产生的穗子比较少。所以我们的祖先就选择，让水稻从匍匐慢慢向中间聚拢生长。这个性状是由一个基因控制的，叫PROG1。这个基因就是我们林鸿宣院士在2008年的时候把它克隆出来的。

接下来，你们就带着你们的好奇心，一起走进科创实景思政课堂，与林鸿宣院士一起探讨。

02 AI能替

科学家下田吗？

林鸿宣：同学们，我是林鸿宣。我们做的工作主要是水稻的遗传学研究，通过遗传学的方法把优良性状从水稻资源里面找出来，来提高我们栽培种的抗逆性，把中国人的饭碗端得更牢。

Q：林院士，今天我看到您在田里干活可辛苦了。现在AI智能那么发达，是不是可以让机器人替您干活，您就不用顶着大太阳下田干活了？

林鸿宣：现代技术发展很快，生物育种，传统的方法周期比较长，效率比较低。现在可以借助AI，育种的精度还有速度都可以加快。

但是AI有一定的局限性。比如我们做水稻，它基因怎么样表达，性状会怎么样，都要到稻田里面经过验证。

我们经常会带我们的学生到田里面去看，水稻长得怎么样。几万株材料里面到底哪一株带有好的基因？

我们需要在田里面一株一株把样品采回来，看它的性状表型，做基因的鉴定。这样就获得表型数据，筛选出优良的基因。

所以一定要到田里面看它的表型，下田是必须的功课。

Q：最近新闻都在说厄尔尼诺是150年来最强。您研究耐热基因，其实从20年前就开始布局了。当时您真的预见到我们现在会这么热，您预知了未来吗？

林鸿宣：大家这几年都非常有体会，夏季都碰到高温天气。人类还有动物可以跑到阴凉的地方去避暑。而水稻不能移动，原地承受高温伤害。水稻一般高温达到35度，就会伤害它的花粉，结实率就低了，穗子也不饱满，产量就下降。

20年前我刚从日本回来，在这个所建实验室的时候，我就意识到将来随着经济社会的发展，高温的伤害可能会越来越突出。所以那时候我就提前部署，开始做高温研究。高温研究的挖掘工作很不容易，非常艰难。通过杂交方法，把非洲稻的耐热基因，导入到我们的籼稻或者粳稻里面去。

我们从做第一个耐热基因开始，一直到成功克隆找到它，大概花了八年、十年的时间，最终成功了，国际上第一个克隆出来，我们亚洲稻也能抗热了。

20年前想到的问题解决以后，到现在就派有用场。所以做科研工作，特别是我们做农业基础科学工作，一定要有一定的前瞻性。未来会发生什么样的问题，早点预测到，早点做准备。等到问题出现以后你再开始做，就来不及了。

Q：人类驯化像是玉米、水稻、小麦这样的粮食作物，时间是以千年作为单位的。但是近些年来，很多研究人员又花费大力气去找回一些祖先种或者野生种的基因。就像您刚才说的非洲稻，这样的探索到底是为什么呢？

林鸿宣：你们几位刚才都已经看到野生稻了，它长得形态特别，产量非常低，籽子也很小。古代的人们选育的时候，优先选产量高、口感好的，慢慢就把它那些抗逆的基因，比如耐热、耐盐、抗旱、抗虫、抗病的优良基因丢掉了。

现在随着气候的变暖，全球气温每升高一度，水稻、小麦、玉米、大豆这四大作物合计起来大概产量损失20%左右。

所以说如何解决这样的问题，我们就要从源头创新，把野生稻抗热的基因把它克隆出来。现在生物技术发展非常快，有办法通过遗传学，通过分子生物学，从野生稻、野生玉米里面把优良基因找出来、挖掘出来、克隆出来，提高我们栽培稻抗性，保障我们的粮食安全。所以野生稻是一个宝贵的基因宝库。

03 什么样的水稻

才算“聪明”？

Q：我们知道袁隆平爷爷有两个梦想，一个是禾下乘凉梦，一个是杂交水稻覆盖全球的梦想。那请问您有什么关于水稻的梦想吗？

林鸿宣：袁隆平先生是非常著名的科学家，也是我们非常敬重的前辈，杂交水稻之父。对我们国家的粮食安全，对世界粮食安全做出了杰出的贡献。

刚才你说的两个梦想，实际上我自己也有一个梦想。希望能够通过我们的新技术、新方法，能够培育出智慧型的水稻，也就是聪明的水稻。它能感知天气的热或者冷，将来能够应对越来越热的气候。这里再热，水稻也扛得住，也能够丰收，这是我的梦想。

网友提问：林院士，有哪一刻是您觉得比较艰难的时候吗？

林鸿宣：这个问题让我回想起25年前，我刚回国的时候，到底做什么方向，那是最关键的选择。要么继续做原来做的方向，这个我基础很好，一回来就马上可以出成果。

我选择了硬骨头，很难做的课题，复杂性状研究。这个方向做的时间比较长，难度又大，做了几年也没有什么成果，没什么论文，压力是很大的，有时候我甚至想放弃这个方向。

中国科学院和研究所对我非常宽容，给予支持，给我充分的时间。

所以我就坚定一定要坚持初心。就选择做难做的坚持做下去。

那时候，住的有点距离，我买了一辆自行车，150块，质量还不错。我骑了25年，现在还在。我今天上午上班的时候还骑着这个自行车，轮子所有配件都换过了，车架还是当年的。它陪我走了25年，见证了我整个科研发展的过程。

所以小朋友们要做什么事，一定要坚定选择的方向，一定要坚持下来，半途而废永远不会成功。

04 做新问题？

还是解决老问题？

林鸿宣：同学们，如果你们选择，想做新的问题，还是解决老的问题，你们倾向于哪一种？

A：我可能会更偏向于先解决老问题。新问题是拓展视野的一种方式。老问题是基于实验，然后我们得出了结论与数据。只有打好理论模型知识，我们才能解决新问题。

A：要先解决老问题，踏实筑牢脚下的地基，再去往上建更高的楼。

A：我更偏向于解决新问题。如果我们解决新问题，可以发散思维，有利于推动我们科技的发展。

A：你可以利用解决新问题的逻辑来解决老问题，这样的话既能解决新问题，也能解决老问题。

A：我认为有些老问题它是长久性的问题。解决老问题的过程中，你会不断的发现一些新的问题。随着我们科学技术的进步，新问题也会帮助我们进一步解决老问题。

A：我觉得新问题和老问题之间没有绝对的取舍，要看哪个更有价值。它们是科研链条上，自然而然会碰到的关卡。就像您的团队研究水稻抗逆的新调控点，本着发现新问题的初衷开展实验，但是在这个过程当中，也没有放弃对旧问题的解决，经过多年田间试验，最终把抗盐育种的难题落地为了新的品种。所以我觉得真正能把老问题啃出实招的人，未来才有底气迎接新问题。

林鸿宣：对我来说两边都要结合。在解决老问题的过程中可能会发现新的问题，接下来再解决新的问题，两方面可以相互融合。

现场提问：林院士您好，我听说您每年在上海和海南之间来回奔波，这样来回跑，您会不会觉得很累？在您心中家乡是什么样子？为什么要到海南去呢？

林鸿宣：上海只能种一季水稻，上海的冬天温度太低了，水稻种不了，需要到海南去种植，加快育种速度。那时候每年大概要跑六趟左右。

海南也是我的家乡，三亚基地到我的家乡文昌大概 300公里，坐车一来回差不多要一天。我从小是外婆带大的，工作忙回不去，就在基地打电话问候家人。海南留给我的印象很深，一片片的椰子林，小时候可以爬到树上摘椰子喝。以前条件非常差，基本上吃不上肉。小学中学的时候，米饭很少，就吃番薯。

所以在那个年代，我就想解决农业问题。后来，到广州读书，到华南农大，实现学农的梦想。家乡的样子，一直留在我的记忆里。

主持人：院士我们还有一份回礼要送给您，是我们的WHY星人们的脑洞的一个合集。他们每个人提炼了一个关于您的一个关键词，然后我们用AI制作了一幅画作要送给您。

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A：我的关键词是“稻田守护者”，想致敬林老师。

A：我的关键词是“未来自选超市”，希望未来能够根据不同的土地、不同的需求自由定制。

A：我的关键词是“金穗破晓”，轻轻一碰，干瘪的稻穗会瞬间苏醒。

A：我的关键词是“植物翻译器”。有了这个APP，我们就能知道各种植物正在“说什么”。

A：我的关键词是“穗尺”。告诫自己对于人生价值的衡量，又要关注自己真实想要守护的东西。

A：我的关键词是“星际稻穗”。如果有一天人类真的去了火星，希望在红色沙漠里也能长出金黄色的稻穗。那株稻穗，也会成为人类在另一颗星球上生活下去的底气。

林鸿宣：非常感谢各位同学，这份礼物很珍贵。希望大家像一颗种子一样，像水稻种子发芽生根，向上生长，站得稳，站得牢，成长为参天大树，成为国家栋梁之才。

2026年新学期开学季，科创实景思政课堂走进科研一线和重大工程现场，让科学家精神从书本走向真实的科研场景。院士科学家、青年科技工作者与中小学生面对面交流，在一次次提问、观察与探索中，寻找科技创新背后的答案。