今年年初,我國科研人員成功克隆出雜交稻種子一事引多家媒體關注。這項成果背后的“功臣”則是——中國水稻研究所水稻生物學國家重點實驗室王克劍團隊。
“我們只是證明了無融合生殖方式的可行性,以后還需要更多學者共同參與,這條路才能越走越寬。”談及這項科研突破,中國水稻研究所研究員王克劍反復強調這一點。
*實習經(jīng)歷改變人生軌跡
王克劍出生并成長于江蘇農村,稻田是他兒時*深刻的記憶之一。后走出農村求學,他沒想過有*還會回到這片稻田。“歷經(jīng)幾番機緣巧合,我才把稻田當成了實驗室。”他說。
2000年,王克劍考入揚州大學,讀農學專業(yè)。那時,學校開設了很多專業(yè)課,令他不知“該把拳頭打向哪兒”,這樣的狀態(tài)持續(xù)了近三年。
那時的他,像很多年輕人一樣,面對未來感到迷茫、不知所措。
“轉折來自*實習經(jīng)歷。”王克劍說,本科實習期間,由于自己導師從事遺傳學研究工作,在他的影響下,王克劍對遺傳學領域的了解逐步加深。被其中的妙趣所吸引后,他決心繼續(xù)深造,從事相關科研工作。
于是,王克劍開始找下一步深造的目標高校。“我在上網(wǎng)進行檢索時,檢索結果中出現(xiàn)的*個科研單位便是中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所(以下簡稱遺傳發(fā)育所)。”他說。
“*聯(lián)系遺傳發(fā)育所時,對方只是鼓勵我認真?zhèn)淇迹坏诙温?lián)系時,對方補充說,今年競爭激烈,考試難度恐怕不小。”王克劍笑稱,自己在不知情的狀況下,已自學了很多課程,所以被對方的話嚇住。
而后,王克劍如愿考入遺傳發(fā)育所,2009年博士畢業(yè)后,他留所工作。
2012年,其所在的課題組在水稻中鑒定出了HEI10基因,并確認HEI10是從水稻中分離的*個可被用于指示重組位置的標記蛋白。這一研究結論為水稻重組機制的深入研究提供了堅實基礎。
彼時的王克劍,已是遺傳發(fā)育所*年輕的副研究員。其導師程祝寬研究員認為,時年不到30歲的王克劍應勇于走出舒適區(qū),去接受更多的挑戰(zhàn)。
于是,2013年8月,王克劍決定南下,來到位于浙江省杭州市的中國水稻研究所。
探索無融合生殖育種方式
入職后,王克劍在中國水稻研究所任課題組組長。經(jīng)過大概一年的探索,他逐步確定了團隊的研究方向,即主要圍繞基因組編輯和遺傳重組方向開展研究。
2015年,王克劍任中國農科院科技創(chuàng)新工程“水稻染色體工程及基因組編輯”團隊的首席科學家。
“這里和農業(yè)生產一線聯(lián)系很緊密,只要走下田間和工作人員聊聊,就能找到農業(yè)生產的需求點。”王克劍表示,尤其是雜交作物的育種問題,這是當?shù)毓ぷ魅藛T向他反映*多的。
王克劍說,通過雜交育種可獲得農業(yè)性狀良好的植株,然而雜交品種的后代會出現(xiàn)性狀分離問題,導致其后代良莠不齊。所以科研人員必須年年為雜交作物制種,農民也必須每年重新購買新的雜交種子。
“水稻是自花授粉的作物,其制種過程十分繁瑣。”王克劍解釋道。
有沒有可能通過克隆種子的方法維持雜交水稻的優(yōu)良性狀?王克劍想到的辦法是,以基因編輯技術排除生殖基因對維持優(yōu)良性狀的干擾,通過無融合生殖方式克隆出種子,讓雜交稻優(yōu)質基因代代傳。“要把更優(yōu)質的種子送到農民手中。”王克劍說。
2016年,王克劍帶領團隊成功利用CRISPR-Cpf1系統(tǒng)進行水稻基因組編輯,為植物基因組編輯提供了新的編輯工具;2017年,他又與合作者探索出了更為高效的水稻CRISPR/Cas9基因組編輯系統(tǒng)。
2018年,王克劍團隊利用基因編輯技術,敲除了4個與水稻生殖相關的基因,使雜交稻繞過減數(shù)分裂和受精過程,成功克隆出雜交稻種子,使雜交稻性狀得以穩(wěn)定地遺傳給下一代。
“農業(yè)生產領域的科技角逐很激烈。”王克劍表示,僅水稻領域而言,國內的技術水平和國外雖然已相差無幾,但唯有全力以赴,才不至于被拉開差距。
未來,王克劍希望能利用手中的技術,提升我國農產品在國際市場上的競爭力,保障我國的糧食安全,也讓更多農民受益。
農業(yè)網(wǎng)(Agronet.com.cn)微信掃一掃: 盡“掃”天下農商情