【长江讲坛】第61讲：李家洋院士讲授如何实现水稻的分子设计育种

新闻网讯（通讯员 刘海洋 记者 李胜杰）11月29日下午，崖州湾国家实验室主任李家洋院士做客长江讲坛第61期，在西校区农科大楼1058报告厅，为师生带来一场题为“水稻重要农艺性状的分子基础和设计育种”的学术讲座。校长刘勇胜，科学技术发展研究院、农学院负责人，农学部师生等聆听了报告。讲座由副校长许锋主持。

李家洋院士首先从自己人生历程的几个重要节点的选择讲起。“我国是一个农业大国，在美国求学期间，我坚定地选择植物分子遗传学。回国开展工作后，将研究对象从拟南芥转换到主粮作物——水稻，直面农业发展需求。”

结合农业发展趋势，李院士指出，未来农业对种子的核心需求为增产、增质、减投、减损。在此基础之上，李院士确定了自己的研究方向为“水稻的高产、优质、稳产”，并为之持续奋斗至今。

李家洋院士对团队三个方向的研究成果分别进行了详细阐述。“水稻产量由分蘖数、每穗粒数、千粒重三个要素共同决定。”李家洋回国后选择了一个单分蘖突变体开始水稻研究，发表了第一篇由中国人在中国实验室完成实验的水稻方向的nature论文，成功克隆单分蘖基因Moc1，将对水稻分蘖的认知从形态深入到基因。

团队进一步的深入研究发现，调控植物分枝的主要激素为独角金素内酯，并系统揭示了其合成、代谢、调控等系列通路，阐明了独角金内酯如何响应氮肥、磷肥水平调控分蘖数的机制。

新发现的理想株型具有分蘖数少、每穗粒数多的特点，深入研究发现，其不仅高产还能抗病、抗冷、具有杂种优势。李院士介绍道，“团队成员利用基因编辑技术对目标基因IPA1的改造，打破了分蘖数与每穗粒数的负相关效应，被誉为下一代绿色革命候选基因。”团队还根据“直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度”三要素建立了水稻蒸煮品质调控网络，优化淀粉合成途径，开发出系列功能性标记，为优质水稻的培育奠定了基础。

在坚实的理论基础上，根据分子设计育种理念，团队通过理想株型基因和稻米品质基因进行了育种实践，培育出适合长江中下游稻区的嘉优中科1号、适合东北稻区的中科发5号等系列优良水稻新品种，证明水稻分子设计育种技术体系在水稻新品种培育上的巨大潜力。

李家洋院士还对下一步如何融合人工智能、大数据技术、生物技术实现“智能育种”进行了展望，为未来育种技术发展描绘出了一幅广阔的美好蓝图。

提问环节，师生们就基因编辑在水稻研究和育种中的应用潜力、理想株型基因IPA1在不同作物育种中的应用潜力等问题向李院士进行请教，李院士一一进行了详细解答。

报告结束后，刘勇胜向李家洋院士赠予了“长江讲坛”杯，学生代表向李家洋院士献送了鲜花。

李家洋，中国科学院院士、发展中国家科学院院士、美国科学院外籍院士、德国科学院院士、英国皇家学会外籍会员；现任崖州湾国家实验室主任，曾任中国科学院副院长、农业农村部副部长、中国农业科学院院长；获未来科学家大奖、国家自然科学一等奖、二等奖，何梁何利生命科学奖等十多个大奖，研究成果多次入选中国十大科技进展，自2018年连续多年入选Web of Science高被引科学家，是我国著名植物分子遗传学家。

其长期从事水稻重要农艺性状的解析和分子遗传育种研究。建立了水稻分蘖形成的遗传调控网络、品质形成的调控网络、水稻分子设计育种技术体系，异源四倍体野生稻快速驯化开创新型水稻种质资源，培育的多个水稻新品种在我国水稻主产区大面积应用推广，取得显著经济效益。

（审核 苏奇 编辑 杨云锋）