傅向东破译水稻少肥高产的密码
傅向东的研究团队揭示了水稻高产与氮肥利用效率提高之间的关键机制。这一新发现,发表在《科学》杂志上,是对植物赤霉素信号传导和氮素响应相互作用深化理解的又一重要进展。傅向东团队通过十多年的研究,探索如何在减少氮肥使用的情况下提升水稻产量,他们的工作不仅推动了农业科技发展,也为解决环境问题提供了新的思路。
傅向东对于遗传学从高中就产生兴趣,他在中学生物课中对人类ABO血型遗传产生了浓厚兴趣。在英国留学期间,他师从著名遗传学家尼克哈伯德,这位专长于赤霉素调节植物生长发育机理研究的教授,对他影响深远。
傅向东回国后,在中国科学院院士李振声指导下,继续追寻自己的研究热情。他认为,将个人兴趣与国家需求结合是非常幸福的事情。他的办公室里挂着“创新为民,惠泽五州”的题字,这正是他初心和快乐源泉所在。
早期科学家们发现赤霉素能够促进植物生长,但其具体调控机理不清楚。半个世纪之后,当时被称为“绿色”烙印的小麦让农学领域专家面临新的挑战:虽然施用大量氮肥,但农作物产量并未显著增加,同时也带来了环境问题。傅向东团队首次系统比较了具有“绿色”矮秆基因和无此基因的水稻近等基因系,从而揭示了这种矮化育种导致氮素吸收能力降低的事实。
随着时间的推移,傅向东开始关注如何在现有矮化品种高产抗倒伏优良性状基础上提高其氪能利用效率,或是在现有施肥条件下增加每穗穗粒数。他选择回到国内,因为这里是水稻功能基因组研究的国家队,而且研究所里的氛围很好,他想做一些对国家有用的事情。
经过十几年的努力,傅向东团队成功解码了一些关键基因,如DEP1、GW8、NPT1和LGY3等,这些基因对于提高作物产量至关重要。此外,他们还找到GRF4这个与植物氨基酸吸收及利用率密切相关的基因,并且阐明NGR5介导赤霉素信号传导途径调控水稻分蘖过程中的分子机制。
现在, 傅向东最关心的问题是如何将基础研究与育种实践相结合,以推动育种技术进步。他希望自己的工作能够帮助解决我国农业发展迫切需要解决的问题,即既要保证高产,又要减少环境污染。这是一个复杂但充满挑战性的任务,但也是他一直致力于解决的问题。