在中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员黄三文办公室的一面白色玻璃隔断上,用马克笔写着一组杂交育种模式图。这是多年前,他写下的关于“优薯计划”的创想。杂交育种是将父母本杂交,形成不同的遗传多样性,再通过对杂交后代的筛选,获得具有父母本优良性状、且不带有父母本中不良性状的新品种的育种方法。
马铃薯是依靠薯块繁殖的同源四倍体物种,“优薯计划”将用二倍体自交系替代同源四倍体品种进行杂交育种,大幅提高育种效率。用杂交种子替代块茎繁殖,把繁殖系数提高1000倍,这是黄三文仍在攀登的一座科学高峰。
2020年5月30日,黄三文被授予全国创新争先奖状。“我们所做的,不是为创新而创新。我们关注的是,怎么运用农业科技手段,让老百姓吃上安全健康美味的蔬菜。”获奖后,黄三文说。没有苦味的黄瓜,找回儿时味道的番茄,用种子栽培的马铃薯……黄三文表示,来自中国科协的这份肯定,激励着他继续带领团队,利用组学大数据,推动作物育种变革。
立志从农:从见证杂交水稻高产开始。少年时期的黄三文亲眼看到,自家地里种植的袁隆平院士培育的杂交水稻产量翻了一番。这在他的心中播下一颗农业科技创新的种子,促使他报考原北京农业大学,并成为一辈子与农作物打交道的“农科人”。2000年,黄三文来到荷兰瓦赫宁根大学攻读博士学位,正式开始了蔬菜分子设计育种的科研旅程。
大胆突破:推动蔬菜研究进入基因组时代。
毕业归国后,黄三文在中国农科院蔬菜花卉研究所成立了功能基因组课题组,担任课题组长。课题组一成立就参与了荷兰组织实施的国际马铃薯基因组计划。由于马铃薯测序材料是杂合二倍体,基因组比较复杂,构建其物理图谱非常困难。2006年,新一代测序技术NGS开始浮出水面,虽然尚无利用新技术对大基因组进行从头测序的先例,但黄三文敏锐地意识到,新一代NGS测序技术为蔬菜基因组计划带来的机会。
顶天立地:引领基因组设计育种跨越。“基因组好比是一张地质勘探图。对农业育种而言,基因组可以让我们清晰地了解基因在进化过程中的选择、遗弃、变异情况,以及人类在品种培育中做的努力。”黄三文认为,从事基因组研究,最终目的是为了培育拥有自主知识产权的优良品种并应用到实践中。如果说基础研究是“顶天”,那么品种培育及产业开发就是“立地”。
协同创新:让研究成果惠及老百姓。在黄三文心中,还有一个目标,就是通过个性化食品来解决供需两端的精准对接问题。作为深圳国际食品谷的倡导者和主要推动者之一,黄三文认为,协同创新是解决这一根本问题的重要途径。黄三文说,深圳虽然没有大农业,但深圳拥有雄厚的信息技术实力和蓬勃发展的生物技术产业优势。“深圳可以在现代农业上有所建树。”就像荷兰一样,没有太多的土地,但却依靠农业科技成为世界农业强国。