衷情水稻研究的育种专家
——记中国科学院院士林鸿宣研究员
来源:《稻花香》     发布时间:2019-11-09     点击量:580

林鸿宣,1960年出生,海南文昌人。1983年获华南农学院(现华南农业大学)学士学位,1986年和1994年分别获中国农业科学院研究生硕士和博士学位。2009年当选为中国科学院院士。现为中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员。

长期从事水稻重要复杂性状的分子遗传机理研究,在水稻产量性状以及抗逆性状的遗传机理与功能基因研究方面取得了一系列创新性成果。发现了多个控制水稻产量性状和抗逆性状的重要新基因,并深入阐明了它们的功能与作用机理,加深了对作物性状分子遗传调控机理的认识,为该领域的发展做出了突出贡献,同时为作物分子育种提供了多个具有自主知识产权的重要基因。2007年获上海市自然科学奖一等奖,2010年获何梁何利科学与技术进步奖,2012年获国家自然科学奖二等奖。

海南学子  圆梦华农

196011月,林鸿宣出生于海南东昌农场,他的父母在农场里种橡胶谋生。偏逢三年自然灾害,物资极为匮乏,他们过着一段现在的年轻人难以想象的日子。林鸿宣在读初中住校时,为了省钱,每周都从家里带点咸鱼干和椰子干,伴着食堂五分钱的冬瓜汤,再弄点饭,就这样凑合着吃一周。

在“文化大革命”时期,学校基本停课,林鸿宣白天劳动,晚上在煤油灯下看书。正是这样的求学经历,锻炼了他独立、能吃苦的能力。林鸿宣说道:“那时也没什么目标,但是就想为国家做点贡献。”而读好书,才能更好地为国家做贡献。就这样,渴望读书、想读好书的想法在年轻的林鸿宣心里深深扎了根。

在农场出生的林鸿宣,与农业有着难解难分的缘分:从农场小学、农场初中、农场高中,再到农业大学。有人说,林鸿宣是从海南茅草屋走出的院士。说起当年在农场学校求学的经历,他记忆犹新:“我们当年的学校,教室都是低矮潮湿的茅草房,最怕的是台风季节,又怕风吹,又怕漏雨。就连高中时的教室,也是篾条编的泥巴墙。”最让他梦牵魂绕的是那盏煤油灯。“那时,我们每天晚上就围着一盏小小的煤油灯学习。”煤油燃烧发出的冲人气味,他似乎感觉不到,“在当时的环境下,只要可以读书,就是最大的满足”。

1978年,林鸿宣第一次参加高考落榜。然而,他并没有因此气馁、放弃。苦读一年后,他终于在1979年考上了梦寐以求的大学——华南农学院,进到农学系作物遗传育种专业学习。当被问及为什么报考这个“冷门系”时,林鸿宣提及有两个原因,一是自己在农场长大,从小接触各种植物;二是十几岁的他对遗传学这门神秘的学科充满了兴趣,这一点尤为重要。中学生物课本上只鳞片爪的知识,已经无法满足他的求知欲。如愿考入华农,让他有机会去揭开遗传学的神秘面纱。林鸿宣的心里朴素而真挚:“珍惜时间,更加刻苦学习。”在当时,考上大学,就等于拿到了一辈子的铁饭碗,因此有一些人有“船到码头车到岸”的想法,把时间更多地放在了学习以外的事情上。林鸿宣却没有受到丝毫影响,“那时候觉得时间非常宝贵。读书啊、晚自习是肯定是要去的,周末都是在教室或者图书馆度过的。”

投身水稻研究事业

19837月,林鸿宣获得华南农业大学学士学位。在本科就读期间,他找到了“水稻”这一科研生涯中的终身伴侣。“觉得它真的很重要,每天的粮食嘛。”少年立志,日久弥新。林鸿宣虽然已经不用在煤油灯下苦读,但在煤油灯下燃起的那份志向,宛如神话传说中的铜灯盏,愈拭愈新。林鸿宣选择了“水稻性状的遗传”作为本科毕业论文选题,指导教师是曾世雄教授。从此,他与水稻结缘,也开启了水稻遗传机理研究的新篇章。

为了学到更多的水稻遗传育种学知识,林鸿宣决心继续深造,四年不懈的努力让他一举考入中国农业科学院研究生院,进入杭州中国水稻研究所深造。19867月林鸿宣毕业于中国农业科学院研究生院,获作物遗传育种专业硕士学位。后到中国水稻研究所工作,先后任助理研究员、副研究员。1991年,工作数年的林鸿宣依旧想继续深造,而那时闵绍楷和熊振民两位恩师又成为了水稻研究所的博士生导师,于是他毅然决然地报考他们的在职博士。19947月,林鸿宣毕业于中国农业科学院研究生院,获作物遗传育种专业博士学位。本硕博三个时期的毕业论文,林鸿宣都以水稻为研究对象,而且集中在作物遗传育种方向上。

日本深造  归国奉献

为在水稻领域继续深造,林鸿宣曾两赴日本求学。199510月,他赴日本国际农林水产研究中心从事博士后研究,主要研究水稻耐盐性的分子遗传。至19969月回国,在中国水稻研究所任副研究员。次年8月,再赴日本,在国立农业生物资源研究所参加水稻基因组计划项目(RGP)做博士后研究,研究水稻重要性状功能基因。

20012月,林鸿宣入选中国科学院“百人计划”,他提前结束国外博士后研究,应聘回国,担任中科院上海生科院植物生理生态研究所水稻遗传与功能基因研究组组长。记者曾经问他,新世纪之初,在日本做博士后的他,为何毅然决然地选择了提前结束在日的研究,转而申请“百人计划”回国研究水稻?他的回答是:“当年到日本是为了学新的技术、新的知识,更好地回国作贡献。虽然说科学不分国界,但还是切实想为祖国做事情。”

回国后,林鸿宣立马筹建实验室、招收研究生、购买仪器。中科院给予了他很大帮助。他曾感慨道:“中科院办事效率很高,想买什么都可以,在招研究生方面也很灵活,没多久实验室就建好了。” 林鸿宣还记得当时的激动心情:“终于可以组建自己的团队,踏踏实实地开展科研工作了。”对于回国后的研究方向,林鸿宣也考虑了很久,最后他放弃了在日本主要研究的水稻抽穗期性状分子遗传,而是将重点放在水稻耐盐、抗旱和产量重要性状的遗传机理研究上。水稻是重要粮食作物,其抗逆、产量等性状有待进一步提高,而常规育种方法效率较低,采用遗传学等方法寻找控制这些性状的QTL(或基因)将有助于提高育种效率。林鸿宣笑着说道:“这个研究方向对我国的意义更大,而且这是我的优势,我做水稻遗传比较在行。”

在林鸿宣看来研究水稻一定得下田和水稻亲密接触,观察它们的生长性状,只在实验室做是绝对不行的。“性状是很重要的,必须要一步一步地观察。”所以在每年夏天最热的时候,上海农场的农田里就会出现林鸿宣师生们忙碌的身影。冬天便是去他的家乡海南岛下田,因为海南冬天气候好,水稻可以多种一季,可以加快实验速度。很多学生都没下过田,下田的时候,有些学生甚至中暑了,但依旧坚持着。在说起学生时,林鸿宣脸上不自觉地流露出了欣慰的笑容。“成千上万株水稻,我们要一株一株地做标记。从定位基因到解析出它的功能,中间要花费六七年时间。”就这样,他带领研究组不断地下田实验材料,观察性状、采样,回到实验室后再不断地做实验。如此往复,年复一年。他和团队一直坚信,只要打好科研基础,踏踏实实做一定会出成果。

2005年,林鸿宣作为参与者,采用图位克隆方法成功分离克隆了控制水稻耐盐性状的数量基因(QTLSKC1,深入阐明了该基因的生物学功能和耐盐作用机理,相关论文刊登在《自然—遗传学》(Nature Genetics)上。这是国际上首次成功克隆农作物抗逆QTL。鉴于该成果的重要性,同期杂志上还发表了该编辑部邀请的著名植物抗逆分子生物学家对该工作进行专门介绍和评论的文章,在国内外学术界产生较大影响。随后,林鸿宣小组的研究成果便如雨后春笋般冒出,一发不可收。

2007年,林鸿宣团队关于水稻耐盐复杂数量性状的遗传机理及其应用研究,获上海市自然科学奖一等奖,他带领研究组利用大粒与小粒品种构建群体,成功分离克隆了控制水稻粒重的基因(GW2),为阐明作物产量性状的遗传机理提供重要新线索,为作物高产育种提供重要新基因。相关论文2007年发表于《自然—遗传学》,同期杂志还发表了由著名相关学者撰写的专门介绍和评论的文章,指出“玉米和小麦中也发现GW2同源基因,GW2的发现是提高粮食作物包括水稻、玉米、小麦产量的重要一步”。GW2基因正在被育种家用于作物育种研究。

2008年,林鸿宣团队从“海南普通野生稻”中成功克隆控制株型的关键新基因PROG1,其作为转录因子对株型发育起重要调控作用。该研究阐明了水稻株型驯化的遗传机理,同时为高产株型育种提供重要新基因。相关论文2008年刊登于《自然—遗传学》上。

2009年,林鸿宣团队克隆另外一个水稻耐盐基因OsHAL3,发现OsHAL3受到光的双重调控,光既能抑制它的表达、又使它的三聚体解聚而丧失功能。相关论文2009年发表于《自然—细胞生物学》(Nature Cell Biology)上。随后,他们进一步完善研究系统,克隆了另外一个水稻抗旱耐盐相关基因,新型转录因子DST,并揭示了一种调节作物抗旱耐盐的分子调控新机制。这项研究成果加深了人们对作物抗逆性状遗传调控机理的认识,同时也为作物抗逆分子育种提供了具有自主知识产权的重要新基因。相关成果2009年发表于《基因与发育》(Genes & Development)上。

荣膺中科院院士

2009年,林鸿宣当选为中国科学院院士。面对“院士”这份荣誉,他却显得十分低调,他说:“主要说明我们的工作得到了学术界的认可,而功劳是大家的,是整个研究组的工作得到了公认,这才是最让人高兴的。”在他看来,这份功劳,应该属于研究组的每一个人:“这么多年来,我们研究组一直密切协作,同心同德、共同进步。这种荣誉不是属于我个人,而是属于大家的,这些工作凝聚了全组成员的智慧和汗水。”

对于林鸿宣而言,30多年坚守不移的,除了孜孜以求的学习钻研精神,还有矢志报国的拳拳之心。当笔者问及他当了院士后的想法和心愿时,他想了后说道:“百尺竿头,更进一步。继续带着学生们下田观察水稻、研究水稻。争取能在水稻研究方面多做点工作,把调控耐盐、抗旱和增产性状的基因弄清楚,这样将来就可以用分子设计来培育品种了,也能扩大我们国家水稻研究在国际上的影响。”他说这一行要干一辈子,有朝一日能看到水稻因自己的科研成果而增产,这辈子就感觉很满足、很幸福。林鸿宣至今已为国家培养了几十位博士,其中的大多数目前都已在国外做博士后,其中不乏普渡大学等全球知名高校。

每当谈到国内的水稻研究时,他总是会露出欣慰的笑容。“整个国家都很重视水稻领域的研究,发展比较快。因此在这个领域,我国的有关研究成果是可以拿到国际上比一比的”。这个“比一比”,道出了中国水稻研究在国际上的先进水平,也道出了林鸿宣的自信,“被评为院士是新的起点,应该比以前做的更好,要为中国在国际水稻研究界立起更高的地位”。

淡泊质朴  心系桑梓

林鸿宣生活淡泊,白天在所里工作,到了晚上6点多回到离研究所很近的家中吃饭,7点多再次回到办公室,日日如此。他说:“晚上学生也在,我也就过来了,他们有问题也能问我。而且晚上这儿很安静,我也能多思考科研问题、看看文献、写写东西。我很喜欢实验室。这样的生活已经习惯了。”

林鸿宣对家乡海南怀有深厚的感情。虽然自己做的是基础科学,无法为海南直接做点什么事情,但是他依然表示,自己要努力为国家做好水稻基础研究,从而将来在惠及全国的同时惠及海南。采访结束时,他还对海南的青少年给予殷殷寄语:“有知识最重要,读书是很好的努力方向。多掌握,多积累,既可以改变人生,也可以为国家做贡献。”