春節(jié)期間，華農(nóng)校園的主干道上

一串串紅燈籠喜氣洋洋，年味濃郁

有一群農(nóng)業(yè)科研工作者并未踏上歸途

華農(nóng)作物學(xué)科水稻發(fā)育與基因工程團(tuán)隊(duì)

負(fù)責(zé)人劉耀光院士說

“我們習(xí)慣了春節(jié)期間在實(shí)驗(yàn)室里度過”

他們常年圍繞水稻育種展開攻關(guān)

寒暑不斷，春節(jié)依舊

只為培育出更高產(chǎn)、更優(yōu)質(zhì)的水稻品種

近日，劉耀光院士團(tuán)隊(duì)

春節(jié)期間扎根科研的故事

獲《中國科學(xué)報(bào)》官微、官網(wǎng)頭條報(bào)道

劉耀光院士團(tuán)隊(duì)獲《中國科學(xué)報(bào)》官微、官網(wǎng)頭條報(bào)道

劉耀光院士：

“習(xí)慣了在實(shí)驗(yàn)室里度過春節(jié)”

走進(jìn)華農(nóng)科技樓，五樓一間辦公室門敞開著，門上貼著一個醒目的“?！弊?。一進(jìn)門便是會議桌，透過左側(cè)玻璃窗，可見沙發(fā)上方懸掛著華農(nóng)原校長陳曉陽手書的“天道酬勤”，一位老者正在伏案工作——他就是中國科學(xué)院院士、華農(nóng)教授劉耀光。直到學(xué)生輕聲提醒，他忙起身熱情相迎，笑著招呼記者落座。

對于春節(jié)仍加班加點(diǎn)，劉耀光說：“其實(shí)沒什么，我們習(xí)慣了春節(jié)期間在實(shí)驗(yàn)室里度過?！?/p>

與時間賽跑的育種人

華農(nóng)水稻發(fā)育與基因工程教師團(tuán)隊(duì)入選第三批“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”，點(diǎn)擊圖片了解更多

“種子是農(nóng)業(yè)的‘芯片’。”劉耀光指出，農(nóng)業(yè)科技自立自強(qiáng)是保障國家糧食安全的根本。

2024年8月，劉耀光領(lǐng)銜的水稻發(fā)育與基因工程教師團(tuán)隊(duì)入選第三批“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”，成為華農(nóng)第三個獲此殊榮的教師團(tuán)隊(duì)。這支隊(duì)伍長期圍繞稻種資源保護(hù)、雜交稻優(yōu)勢利用等開展研究，回答了水稻育性發(fā)育分子遺傳基礎(chǔ)等關(guān)鍵科學(xué)問題，曾獲國家自然科學(xué)獎二等獎。

20世紀(jì)70年代以來，我國科學(xué)家利用天然野生稻雄性不育材料，成功培育出三系雜交水稻，技術(shù)已走在世界前列。然而，為什么這些野生稻不能產(chǎn)生可育的花粉，是哪些基因在控制？這些基礎(chǔ)理論問題長期未解。

水稻是自花授粉植物，要培育雜交品種，就需創(chuàng)造“雄性不育系”作為母本，再與父本結(jié)合，實(shí)現(xiàn)雜種優(yōu)勢。過去培育一個不育系需七八年甚至十幾年，若能從基因?qū)用嬲业娇刂苹ǚ坌纬傻摹伴_關(guān)”，育種效率將大幅提升。

劉耀光介紹團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制的種子

經(jīng)過不懈攻堅(jiān)，2013年，劉耀光團(tuán)隊(duì)在國際上率先定位并克隆了一個關(guān)鍵雄性不育基因，闡明了其作用機(jī)理。此后，他們接連破解多個不育基因密碼，并將其應(yīng)用于育種實(shí)踐。

“一株水稻就值得多代科學(xué)家研究。”劉耀光說，“研究永無止境。”

這份堅(jiān)守，讓團(tuán)隊(duì)在水稻育性調(diào)控領(lǐng)域持續(xù)取得突破：近期，他們揭示了水稻生殖隔離溫度敏感性的分子機(jī)理；闡明了核基因監(jiān)控線粒體蛋白積累降解的機(jī)制，為超高產(chǎn)雜交稻育種提供了理論支撐。

2026年，中央一號文件提出“深入實(shí)施種業(yè)振興行動，加快選育和推廣突破性品種，推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化?！边@對農(nóng)業(yè)科研工作者來說，是重大的機(jī)遇。劉耀光拿著裝有水稻種子的玻璃瓶對記者說，“這是我們團(tuán)隊(duì)培育的新種質(zhì)，當(dāng)前正開展精準(zhǔn)化育種。”如今，種植水稻，不僅追求高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，還需抗逆抗病、優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)。精準(zhǔn)育種，正是為了滿足“量身定制”的多元需求。

團(tuán)隊(duì)成員正在分析樣本

春節(jié)期間，這群與時間賽跑的育種人依舊忙碌。團(tuán)隊(duì)成員將田間樣本帶回實(shí)驗(yàn)室，測量穗長、粒數(shù)，烘干、分析、提取DNA……試管林立，儀器輕鳴，“白大褂”凝神操作，記錄每一組數(shù)據(jù)、核對每一個結(jié)果，常常忙至深夜。

“今年，師生團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)完善植物基因編輯工具，升級全球首個基于人工智能（AI）大語言模型的植物功能基因組學(xué)智能問答系統(tǒng)，研究培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交稻品種等，致力于解決種業(yè)‘卡脖子’難題，助力種業(yè)振興?！眲⒁獾膶W(xué)生、華農(nóng)教授謝勇堯這樣向記者介紹。

2021年，央視專題報(bào)道劉耀光院士團(tuán)隊(duì)植物基因編輯工具

近年來，基因組編輯技術(shù)廣泛應(yīng)用，極大推動了生命科學(xué)的發(fā)展。然而，隨著基因編輯衍生技術(shù)和應(yīng)用場景的不斷拓展，產(chǎn)生的突變類型更加多樣化，如何準(zhǔn)確、高效地檢測基因組編輯結(jié)果成為急需解決的問題。

實(shí)驗(yàn)室的電腦屏幕上，一套名為SuperDecode的基因編輯突變分析工具正實(shí)時更新數(shù)據(jù)。該工具由團(tuán)隊(duì)成員、我校副研究員謝先榮主導(dǎo)開發(fā)，是編程與實(shí)驗(yàn)深度融合的結(jié)果。其前身DSDecode已在全球1000多個實(shí)驗(yàn)室使用，每月平均解讀超3萬個測試文件。

謝先榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)結(jié)合水稻基因編輯經(jīng)驗(yàn)，一邊鉆研生物信息學(xué)，一邊編寫代碼、調(diào)試參數(shù)?！懊恳粋€模塊都經(jīng)過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化，確保檢測精度與實(shí)用性高度契合?！敝x先榮介紹，他們還成立了維護(hù)小組持續(xù)優(yōu)化升級該工具，讓科研人員“使用方便、上手快捷”。

與已有的相關(guān)軟件工具相比，SuperDecode是一個全面、綜合的基因編輯突變分析平臺。根據(jù)檢測樣本量、潛在的突變類型特征等，用戶可以選擇檢測方法和分析模塊；只需登錄在線平臺，上傳測序數(shù)據(jù)，選擇對應(yīng)檢測模塊，即可獲得突變位點(diǎn)、編輯效率等詳細(xì)報(bào)告。它不僅服務(wù)于高校院所的基礎(chǔ)研究，也為種業(yè)企業(yè)提升育種效率提供了強(qiáng)大支持。

PlantGPT的技術(shù)工作流程圖

如果說SuperDecode是基因編輯的“精準(zhǔn)解碼器”，那么團(tuán)隊(duì)另一項(xiàng)創(chuàng)新——植物功能基因組學(xué)智能問答系統(tǒng)PlantGPT，則是科研人員的“AI超級大腦”。在劉耀光與華農(nóng)研究員祝欽瀧的指導(dǎo)下，華農(nóng)2023級博士生張瑞祥聯(lián)合清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)將7萬多篇高質(zhì)量植物科學(xué)文獻(xiàn)、2.3萬個基因功能數(shù)據(jù)通過檢索增強(qiáng)生成技術(shù)融入大模型。

針對通用大模型的“幻覺”問題，團(tuán)隊(duì)建立了十維度專業(yè)評價體系，經(jīng)過反復(fù)打磨，PlantGPT能像專家一樣給出帶準(zhǔn)確引用的解答，為植物科學(xué)研究領(lǐng)域提供了全新的AI輔助工具。最新升級版本更擴(kuò)展了水稻、小麥、玉米等作物的知識庫，并整合合成生物學(xué)元件庫，為代謝通路設(shè)計(jì)提供了方案。

“通過PlantGPT，我們可更高效地挖掘性狀改良靶點(diǎn)，加速‘紫晶米’‘赤晶米’等功能營養(yǎng)型作物的創(chuàng)制?！睆埲鹣檎f，這個免費(fèi)平臺已被全球科研者訪問超1萬次，真正將AI算力轉(zhuǎn)化為生物育種的生產(chǎn)力。

傳承中走出青春力量

華農(nóng)是廣東8所“雙一流”建設(shè)高校中唯一的農(nóng)林類高校，從“中國稻作學(xué)之父”丁穎院士，到“全國優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”盧永根院士，再到“全國師德標(biāo)兵”劉耀光院士，（點(diǎn)擊閱讀相關(guān)報(bào)道）的精神，在這里薪火相傳。

傳承，在實(shí)驗(yàn)室的歲歲年年里悄然延續(xù)。劉耀光的學(xué)生、華農(nóng)2023級博士生許冰群回憶，研一時，她在實(shí)驗(yàn)中遇到難題，多次調(diào)試都沒有成功。一次，她偶然遇到了劉耀光?！八⒖棠贸黾埞P，從原理、操作到試劑配比、儀器參數(shù)，逐一進(jìn)行分析，連基礎(chǔ)細(xì)節(jié)都反復(fù)提醒。這對剛?cè)腴T的我來說，是無比寶貴的引領(lǐng)?！?/p>

劉耀光在指導(dǎo)學(xué)生

在導(dǎo)師劉耀光和華農(nóng)研究員郭晶心的指導(dǎo)下，許冰群聚焦水稻抽穗期性狀展開攻關(guān)，最終建立了編輯UTR區(qū)域調(diào)控抽穗期的技術(shù)體系，首次證實(shí)了該區(qū)域?qū)ο嚓P(guān)基因的正調(diào)控作用。她也因此榮獲袁隆平追夢獎學(xué)金、全國大學(xué)生職業(yè)規(guī)劃大賽廣東省分賽決賽銀獎。

“劉院士每年為本科生講授‘開學(xué)第一課’‘生物育種保障糧食安全’等專題，厚植學(xué)生‘三農(nóng)’情懷?！比A農(nóng)生命科學(xué)學(xué)院黨委書記呂劍紅告訴記者。

華農(nóng)2025級博士生譚詠芝說：“劉老師在我心中是純粹、和藹的長輩，也是傾畢生所學(xué)、傳薪授業(yè)的科學(xué)家。”她提到，團(tuán)隊(duì)中有80位研究生，即便大組會無法到場，劉耀光也會叮囑大家發(fā)PPT，只為“不錯過對任何一位同學(xué)的指導(dǎo)”。

華農(nóng)副教授趙哲回憶說：“有幾次凌晨1點(diǎn)左右收到劉老師指導(dǎo)課題細(xì)節(jié)的信息；一把椅子他要坐到爛才肯換；去三亞南繁基地考察后，他不愿打車，請農(nóng)場工人騎電動車送自己去高鐵站?！?/p>

這種嚴(yán)謹(jǐn)與樸素的作風(fēng)深深影響著團(tuán)隊(duì)。張瑞祥說：“劉老師的言傳身教讓我明白，成長不僅是發(fā)表論文，更要學(xué)會像科學(xué)家一樣思考?！痹赑lantGPT開發(fā)初期，劉耀光指出核心立意問題，并提出數(shù)個前瞻性質(zhì)疑，“這種敏銳的科研嗅覺，為我們撥開了迷霧”。

采訪期間，記者問及新年愿望，屬馬的劉耀光脫口而出：“多出成果?！?/p>

窗外，燈籠輕輕搖曳；室內(nèi)，儀器發(fā)出低鳴。在安靜的實(shí)驗(yàn)室里，水稻的基因密碼正被逐一破解，青春的科研之火正接續(xù)燃燒。他們用堅(jiān)守詮釋“天道酬勤”，用創(chuàng)新守護(hù)大國糧安。

別樣的“年味”

在實(shí)驗(yàn)室里傳遞

劉耀光團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)守

用一個個數(shù)據(jù)、一粒粒種子

踐行著最質(zhì)樸的誓言

華農(nóng)人扎根農(nóng)業(yè)、創(chuàng)新自強(qiáng)

將最踏實(shí)的祝福獻(xiàn)給時代

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-SCAU-

來源 | 中國科學(xué)報(bào)

（文：朱漢斌 圖：朱漢斌 柴超凡）

編輯 | 新禾融媒體工作室 陳梓瀅 敖藝丹

初審 | 費(fèi)思迎

復(fù)審 | 陳芃辰

終審 | 鐘耿濤