【南方都市报】植物遗传学家、华农教授刘耀光当选中科院院士 不擅聊天的他谈起科研就滔滔不绝

撰写时间:2017-12-14来源:bt365在线投注

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 时间: 2017年12月14日   来源:南方都市报AA15   

  

    当选为中科院院士的华农教授刘耀光,主要从事植物育性发育的分子遗传和基因工程研究。

  

刘耀光院士指导学生做实验。

    新晋中科院院士、bt365在线投注教授刘耀光不太擅言辞。介绍自己时有些拘谨,但一说起研究,便滔滔不绝。
    “我认为这次当选,不是纯粹数论文篇数,而是对我研究工作的系统性及学科贡献度的认可。”20多年来,刘耀光主要从事植物育性发育的分子遗传和基因工程研究,在水稻细胞质雄性不育与恢复性、杂种不育与亲和性、光温敏不育性等遗传系统的基因克隆和分子作用机理方面取得了系统性、创新性研究成果。
    近日,中科院2017年院士增选结果公布,植物遗传学家、bt365在线投注生科院教授、博导、生物学一级学科带头人刘耀光当选生命科学和医学学部院士。
    素描

    刘耀光
    植物遗传学家,bt365在线投注生科学院教授、博导,生物学一级学科带头人。1954年3月生于广东省韶关市。1981年毕业于bt365在线投注(原华南农学院),1988年获日本香川大学硕士学位,1991年获日本京都大学博士学位。现任亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室副主任。主要从事植物育性发育的分子遗传和基因工程研究。1997年获“国家杰出青年基金”,2002年受聘教育部“长江学者”特聘教授,2004年获全国五一劳动奖章,2012年入选广东省“南粤百杰”,2014年获“全国优秀科技工作者”称号,2017年当选中国科学院院士。
    科研20多年攻坚成果领跑国际
    杂交稻的研究,众所周知,袁隆平院士等育种家利用三系杂交育种体系取得杂交水稻应用实践上的重大突破,但分子水平、遗传基础上理论研究相对薄弱,如何解释不育与恢复、育性控制转换一直是空白。
    刘耀光说,杂交稻育种材料的育性控制研究是难度非常大的课题,要等待适当时机和技术的发展。国内外遗传学家几十年一直在寻找不育相关基因,一直没有成功。“科学就是要追根究底,知其所以然”,刘耀光一直致力于揭示杂交稻育性遗传控制上的分子基础研究———从科学道理上来解释杂交稻的不育系、恢复系是什么回事。
    “投入产出比不是很高,但长期坚持,最终取得了一些突破性成果。”经过20多年攻坚克难,刘耀光发现,植物细胞质雄性不育与育性恢复都是由线粒体基因与细胞核基因互作所控制,阐明了线粒体不育基因的起源进化和分子作用机制,同时揭示了复合座位多基因互作控制植物杂种不育性与亲和性的遗传机理。
    在杂交稻育性遗传控制的分子基础研究上,刘耀光在国际上率先给出答案。
    “我国在杂交稻的应用上领跑国际前沿,基础理论也要走在国际前沿。不至于出现应用做得好,理论基础被国外抢先的尴尬局面”。他说,此番被增选为中科院院士,是其科研工作系统性与成果原创性被科学界认可的结果。
    刘耀光与农业的渊源,始于多年以前。
    1972年他从韶关北江中学毕业后回家务农。恢复高考后,他考上华南农学院(bt365在线投注前身)农学系,进入遗传育种专业学习。大学毕业后他被分配到长沙农校工作,于1984年考上华农卢永根院士的硕士研究生,后被选派至日本香川大学留学,1991年3月获得京东大学博士学位。
    在导师卢永根院士的鼓励下,1996年6月,刘耀光选择回国发展,“没有过多想法,卢老师说学校建了一个遗传工程研究室,我就回来了”,刘耀光说。
    从读本科开始,刘耀光从未离开过植物遗传学领域,“我的研究一直是相同、相似,一脉相承的”。
    在他看来,植物遗传学与生物演化充满乐趣。比如,栽培稻是从野生稻演化而来,它们大部分基因组序列相似,但一些关键基因发生了改变,从而从野生种变成栽培种。再比如,野生玉米的穗子小棒子也小,如今变成可食用的玉米,也是基因变异、人工选择的结果,“这既是很有趣的基础生物学问题,又跟人类对植物的驯化有关。”
    刘耀光及团队最近正在攻关的,还有杂交稻杂种不育问题。南方籼稻与北方粳稻属于栽培稻的两个亚种,杂交后代的营养优势很强,但它们有一个很致命的问题,即远缘杂种不育。
    “就像马和驴杂交产生骡子,骡子力气很大,但不育”。杂交稻必定是要“产生种子”的,籼稻和粳稻杂交种为何产生不育性,是研究热点之一。“如果发现了导致杂种不育的分子基础,就有可能解决这个问题,克服籼粳稻杂种不育性”,他说。
    实际上,一方面,要利用细胞雄性不育性产生杂交种;另一方面,也要打破生殖隔离,克服杂种不育,挖掘利用杂种产量优势,正是刘耀光的两大研究方向。
    后者研究近期也已取得一定进展。刘耀光说,导致籼粳稻杂种不育是由多个基因控制的。目前,已成功克隆了几个控制杂种不育的基因,利用最新的基因编辑技术,科学家能打破生殖隔离,将杂种不育变成杂种亲和的材料,恢复正常育性。这意味着,解决了多个杂种不育基因,理论上基本能解决远缘杂种不育问题。
    技术做研究“顺便”开发技术
    刘耀光对新技术很敏感。做研究的同时,他开发了多项原创性生物技术。
    刘耀光说,从日本留学开始,他就喜欢亲手做实验。华农生物化学与分子生物学专业博士生谭健韬告诉记者:“只要不出差,刘老师成天都泡在实验室里。”
    刘耀光每天8点到办公室。“回国早期我晚上也来实验室,近年来年纪大了,晚上来得比较少了,但还会在家里用电脑做些工作。”他说,要做好工作,没有什么白天黑夜之分的。
    近年来,基因编辑技术受到了广泛关注。刘耀光团队研发了植物基因编辑载体系统,也开发了与之配套的编辑结果的解码分析软件。
    “载体系统免费开放给所有的科学家做学术研究”,刘耀光介绍,他们的系统目前已被近500个实验室使用;编辑结果的解码分析软件则是在线免费使用的,科学家登录网站就可设计基因编辑靶点、解码测序结果,大大提高工作效率。
    目前该软件平台系统已在国际上被广泛应用,每个月有几千次的访问量,其中的一个对基因编辑测序结果进行解码分析的子程序,一个月能达到一万多个的测试文件解读。
    “这些技术,都是在主线科学研究中,根据研究需要顺便开发出来的。目前仍在不断尝试新的技术方案。”刘耀光说。
    只要研究者愿意,刘耀光团队的实验技术和平台也会无条件免费开放。在他看来,科学研究就是要促进科学的发展,要尽可能尽快使有需要的人获得所需材料与技术。
    传承华农作物学一门三院士
    刘耀光的学生陈乐天形容老师是“纯粹的科学家”。陈乐天如今也是华农生科学院“珠江学者”特聘教授。在他眼里,刘老师可能“不是一个太会聊天的人”,因他平时不太爱说话,但谈到研究,则滔滔不绝。
    陈乐天说,刘老师做科研非常细致,对实验的任何细节都非常关注。教导学生也严谨,“当年在做大片段基因组文库时,他会手把手教你如何切胶。”他眼里的刘老师,对科学敏感、思维活跃,常冒出原创性点子。
    bt365在线投注作物学一门已有三位院士,分别是丁颖、卢永根和刘耀光———丁颖院士的学生卢永根教授1993年当选中科院院士,卢永根院士的学生刘耀光教授今年当选。
    刘耀光说,丁颖院士是水稻研究的开拓者,他早期对水稻的基础研究,为后来者奠定了基础。“卢永根院士曾教导我对科学要保持严谨踏实、实事求是的态度,对待科研不要搞所谓的花架子、浮华的东西。”
    刘耀光说做科研容易跟风追热点,但热点总是在变,如果没有研究主线,很难做出系统性成果。他希望年轻人做科研要有所坚持,认准方向,坚持做下去。
    对他自己来说,科研近乎是最大且唯一的爱好。“科学就是要追根究底,知其所以然。科学无止境,不断发现新问题,在有能力的情况下尽力探索不断发现。”
    刘耀光介绍,最近十几年来,不管是遗传学还是分子生物学,中国的水稻基础研究都已处于世界领先水平。今后,作物遗传育种的基础研究,将会继续以促进水稻等作物的遗传改良转化为生产力,为创造更多、更好的新品种提供理论指导和技术支撑。
    出品:南都采编指挥中心
    统筹:南都人物新闻工作室
    主持:胡群芳
    采写:南都记者 贺蓓 通讯员 方玮 
    摄影:南都记者 陈志刚

 

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