“五一”假期還沒過完,從湖北洪湖看望父母返回武漢后,“80后”科研工作者周雷換上膠鞋,戴上草帽,鉆進湖北省農(nóng)業(yè)科學院的試驗田里,觀察早稻秧苗的長勢。
他是湖北省農(nóng)科院糧食作物研究所研究室主任,有著一雙粗糙的手——不但曬得黢黑,上面還總有小傷口。這是常年與水稻“親密接觸”留下的印記。每年超過300天,周雷都“泡”在田間地頭和實驗室,圍繞水稻遺傳育種開展科研攻關。
10多年來,周雷帶領團隊在國際上首次成功克隆水稻生殖生長期耐冷基因CTB4a,并解析其分子機理,攻克秈稻花藥培養(yǎng)力低下等“卡脖子”難題;培育出16個水稻新品種,累計推廣面積5000多萬畝、增產(chǎn)糧食30多億斤。
不久前,為“中國碗”裝“中國稻”增添底氣、為“中國稻”增添“中國芯”的周雷,被授予第26屆中國青年五四獎章。
兒時埋下一顆夢想的“種子”
水稻曾伴隨周雷整個童年時期。1983年,他出生在洪湖一個農(nóng)村,父母每年農(nóng)忙時插秧、割稻,常常連午飯都來不及回家吃。周雷不到10歲就知道做好飯菜送到田里,最忙時他也要下田幫忙,一天插秧下來,“腰都直不起來”。
這樣辛苦的農(nóng)活兒,收入?yún)s不高。周雷從小埋下一顆夢想的“種子”:他希望將來能通過技術改變農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀,“讓千千萬萬像爸媽這樣的中國普通農(nóng)民,能過得好一點”。
1999年,周雷當時就讀的母?!G州中學傳出一位從事水稻基因組研究的校友當選院士的消息。周雷兒時埋下的那顆種子瞬間生根發(fā)芽,最終驅(qū)使他報考華中農(nóng)業(yè)大學。
讀本科期間,在做“孟德爾的豌豆雜交實驗”時,他第一次感受到了用實驗探索生物學的魅力,從此對遺傳學實驗產(chǎn)生了濃厚興趣。后來,他考入中國農(nóng)業(yè)大學碩博連讀,開啟在遺傳育種領域的求索之路。
2010年,周雷博士畢業(yè)進入湖北省農(nóng)科院工作。水稻良種是水稻產(chǎn)業(yè)的“芯片”,他選擇聚焦水稻遺傳育種開展科研。
研究工作需要輾轉(zhuǎn)于實驗室和農(nóng)田之間。夏天,為了避開最熱的時間段,天剛蒙蒙亮周雷就得起床,到地里時往往不到清晨6點。40攝氏度的高溫天氣里,衣服穿多了,一上午下來他整個人被汗水濕透,還容易中暑;穿得少,胳膊又容易被稻葉割傷。他想出個法子:給手臂套上冰袖。稻田里蚊蟲多,就套上膠鞋、長褲。
冬天,湖北的氣溫不適合做水稻繁育實驗,周雷便去海南陵水基地開展“南繁”工作。試驗田里,同事徐華山注意到,周雷常常在稻叢間一蹲就是幾個小時。頭頂太陽曬,腳下水汽蒸,身邊蚊蟲繞,周雷卻能聚精會神地把住穗頭,剪穎、去雄、套袋、授粉、封口、記錄、建檔……除了中午吃飯休息、晚上收工,周雷都在地里。
科研任務重,周雷經(jīng)常春節(jié)不能回家。他倒不覺得孤獨:“認準了要做的事情,其實就沒時間去想孤不孤獨這回事了。”他將“南繁”看作學習交流的好機會——各省的科研工作者吃住都在同一個小鎮(zhèn),有時就在同一個基地里。
克服寂寞后的水到渠成
水稻遺傳育種是極具探索性的過程。與國內(nèi)外的學者交流學習,是周雷積累經(jīng)驗、尋找“靈感”的方法之一。
從美國訪問交流結束回國后,他和同事創(chuàng)造性地構建出分子標記與花藥培養(yǎng)相結合的高效秈稻育種技術體系,花藥培養(yǎng)效率提高了7倍,達到國際領先水平。基于這一技術,團隊的科研項目“長江中游優(yōu)質(zhì)中秈稻新品種培育與應用”獲得2020年國家科技進步獎二等獎。
周雷清楚,“農(nóng)業(yè)科研大多數(shù)時間都沒什么‘重大突破’,而是克服寂寞之后、水到渠成的過程”。他坦言,一個新品種可能會有上百種配方,他和團隊要做的就是篩選出那個最優(yōu)化的配方。
糧食低溫減產(chǎn)問題,曾困擾我國農(nóng)學研究者多年。周雷從研究生階段就跟隨導師李自超教授展開攻關,前后花費十余年,終于在2017年首次成功克隆并解析分子機理的水稻生殖生長期耐冷基因CTB4a。這一研究結果也宣告了我國在水稻耐冷基因克隆領域的領先地位。
“我們現(xiàn)在做的就是把北方粳稻里的耐冷基因克隆到南方秈稻種子的基因里。大概5年后,水稻就可以從品種上解決低溫減產(chǎn)問題?!敝芾子行┳院?,“這樣我們國家就再也不用擔心低溫造成的糧食風險了?!?/p>
把自己的事業(yè)和國家的需要結合起來
作為湖北省博士服務團成員,周雷從參加工作起便對口幫扶荊門市京山縣和宜昌市遠安縣,包括21個貧困村和30多家企業(yè)。
湖北雖是水稻大省,但長期以來稻米品質(zhì)不優(yōu)、品牌不響。這也直接導致湖北稻價低、農(nóng)民收入少。為此,周雷和同事堅持收集種質(zhì)資源、選配育種親本,培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)水稻新品種。在數(shù)以萬計的雜交組合中,育成了“巨2優(yōu)60”等16個優(yōu)質(zhì)水稻新品種,兼顧了高產(chǎn)與品質(zhì)。
“看改種新品種的人賺錢了,其他農(nóng)戶自然愿意跟著種了。”2017年推廣“巨2優(yōu)60”時,周雷告訴種糧大戶,這一新品種施肥量只需達到常規(guī)品種的三分之二,對方對此猶豫不決。雙方約定同步種植試驗。結果,新品種果然豐收了、品質(zhì)也很高,最終得以成功推廣。
前些年,在湖北省潛江市,看到小龍蝦市場火爆,很多農(nóng)民“重蝦輕稻”。周雷很是心急:只養(yǎng)蝦不種稻,容易導致糧食安全隱患;小龍蝦價格波動大,也會造成農(nóng)民收入不穩(wěn)定。
周雷和團隊展開為期3年的調(diào)研。在發(fā)現(xiàn)蝦稻田蟲害多、水稻易倒伏的缺點后,他帶領團隊培育抗倒抗病的新品種。2015年,團隊向湖北省有關部門提交報告,提出“蝦稻共作”的綠色發(fā)展模式。
如今,這一模式已在湖北推廣,并輻射至江西、湖南,實現(xiàn)了每畝蝦稻田的水稻產(chǎn)量提升30%、農(nóng)民收入增加50%。
碰上學農(nóng)的青年找他探討行業(yè)前景,他這樣回答:“希望在田野上。把自己的事業(yè)和國家的需要結合起來,可能會很累,但一定會有收獲。”
如今,周雷已成為首批“湖北實驗室”——洪山實驗室的固定研究人員之一?!拔椰F(xiàn)在在做的就是‘藏糧于技’,通過科學育種把水稻的產(chǎn)量、品質(zhì)再提升。”周雷期待,繼續(xù)為我國乃至世界糧食安全貢獻力量。
責任編輯:張膠 何欣
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