破譯辣椒育種密碼

國以農(nóng)為本，農(nóng)以種為先。種子位于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的最前端，被稱為農(nóng)業(yè)的“芯片”。黨中央、國務(wù)院高度重視種業(yè)振興。2021年7月9日，習(xí)近平總書記主持召開中央全面深化改革委員會第二十次會議，審議通過《種業(yè)振興行動方案》，強(qiáng)調(diào)必須把種源安全提升到關(guān)系國家安全的戰(zhàn)略高度，集中力量破難題、補(bǔ)短板、強(qiáng)優(yōu)勢、控風(fēng)險，實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技自立自強(qiáng)、種源自主可控。

一粒種子，關(guān)系著國家糧食安全和百姓的“米袋子”“菜籃子”“果盤子”，是我國農(nóng)業(yè)研究的重中之重。而西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院教授陳儒鋼就將自己的研究重點(diǎn)放在那一粒粒辣椒種子上。

辣椒作為我國的重要蔬菜作物，年種植面積超過200萬hm2，占全國蔬菜總播種面積的8%～10%。深耕辣椒育種20余載，陳儒鋼愛這一領(lǐng)域研究愛得深沉，多年來，他將目光瞄向了蔬菜種質(zhì)資源創(chuàng)新及利用、蔬菜逆境生理與分子生物學(xué)等方向，開展大量的科研實(shí)驗(yàn)，為辣椒育種研究帶來了新的春天。

萌生追夢的“種子”

作為土生土長的湖北人，陳儒鋼對于辣椒并不陌生。在湖北，很多人都很能吃辣，因此，辣椒是湖北人餐桌上不可或缺的美食材料。這一從小養(yǎng)成的飲食習(xí)慣，也為陳儒鋼之后大學(xué)專業(yè)的選擇奠定了一定的基礎(chǔ)。

陳儒鋼的老家位于湖北咸寧的一個山區(qū)，父母都是勤勞淳樸的農(nóng)民。在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū)，土地便是農(nóng)民的唯一收入。在彼時農(nóng)業(yè)技術(shù)并不先進(jìn)的現(xiàn)狀下，陳儒鋼的父母通過勤勞的雙手支撐起了他的求學(xué)生涯。從那時起，陳儒鋼就默默立下了志愿：今后一定要通過自己的努力，學(xué)習(xí)更多先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)，提高農(nóng)民的收入。

功夫不負(fù)有心人，1997年9月，陳儒鋼成功考入華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院蔬菜專業(yè)。從農(nóng)村走出，又回到了農(nóng)業(yè)之中，最初很多人對陳儒鋼的選擇并不理解。但外界的紛紛擾擾，并沒有改變陳儒鋼的堅定信念，“通過自己的努力改變農(nóng)村的現(xiàn)狀”一直是鼓舞他努力前行的初心與動力。

在夢想的驅(qū)使下，本科畢業(yè)后陳儒鋼選擇在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院繼續(xù)深造，并最終獲得農(nóng)學(xué)博士學(xué)位。博士階段，陳儒鋼開始進(jìn)行更加深入的研究探索，并接觸到蔬菜抗根結(jié)線蟲領(lǐng)域的研究工作，最終以抗根結(jié)線蟲的番茄與辣椒作為樣品，成功克隆出了抗根結(jié)線蟲的基因。通過應(yīng)用之后，相關(guān)材料抗性得到了一定的提高，進(jìn)而提升了品質(zhì)。

作為初次獨(dú)立開展的科研項(xiàng)目，陳儒鋼對選題、查資料、試驗(yàn)調(diào)查研究等一系列流程都進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)踐，通過這段經(jīng)歷也更加堅定了其走向科研道路的決心。

根植辣椒抗逆與種質(zhì)創(chuàng)新

做育種創(chuàng)新很艱苦，但陳儒鋼還是甘之如飴投身其中。2006年博士畢業(yè)后，陳儒鋼選擇來到西北農(nóng)林科技大學(xué)繼續(xù)自己的研究事業(yè)。從自己土生土長的南方地區(qū)，來到祖國的西北，陳儒鋼的想法很簡單，一來從小在農(nóng)村長大，不怕吃苦；二來他對蔬菜種質(zhì)資源創(chuàng)新及利用一直“心懷大志”，也對西北農(nóng)林科技大學(xué)一直“心存好感”。

西北農(nóng)林科技大學(xué)地處國家級農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)——陜西楊凌，而園藝學(xué)院是西北農(nóng)林科技大學(xué)辦學(xué)歷史最悠久的學(xué)院之一。在這個科研平臺的支撐下，陳儒鋼有信心為我國的蔬菜種質(zhì)資源創(chuàng)新及利用做出更多亮眼的成果。

2007年，陳儒鋼成功入選西北農(nóng)林科技大學(xué)青年學(xué)術(shù)骨干支持計劃，并從那時開始圍繞辣椒耐寒基因的克隆工作開展研究。這一項(xiàng)目的實(shí)施，不僅為陳儒鋼今后研究工作的開展提供了必要的試驗(yàn)材料，還為他后續(xù)研究方向的確定打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

種質(zhì)創(chuàng)新，除了對產(chǎn)量有要求外，還有很多其他要求，比如優(yōu)質(zhì)、抗逆、抗病蟲害等。在陳儒鋼看來，育種的魅力就在于要在這諸多要求中，精挑細(xì)選、分析培育新的品種。

為了學(xué)習(xí)到更多先進(jìn)的種質(zhì)資源創(chuàng)新技術(shù)，2012年9月—2013年9月，陳儒鋼還曾作為訪問學(xué)者赴美國康奈爾大學(xué)園藝系甘蘇生教授實(shí)驗(yàn)室，開展脫落酸（ABA）對植物氣孔運(yùn)動的影響研究。

ABA是一種重要的植物激素，在植物對脅迫耐受性和抗性中發(fā)揮著重要作用。在脅迫條件下，ABA會調(diào)控植物氣孔關(guān)閉。通過研究植物氣孔開放和閉合的規(guī)律，可以從另一種角度，研究植物的逆境脅迫現(xiàn)象，對陳儒鋼研究思路的開拓具有極大的指導(dǎo)意義。

近些年來，受溫室效應(yīng)和環(huán)境變化所導(dǎo)致的極端氣候的影響，我國的辣椒產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中遭受低溫、干旱等多種非生物脅迫的威脅，嚴(yán)重制約著辣椒產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

辣椒的抗寒工作十分復(fù)雜，其涉及的基因調(diào)控途徑非常多，并非能一蹴而就。

NAC是植物特有的轉(zhuǎn)錄因子大家族，不僅參與調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育、衰老，同時在植物響應(yīng)非生物及生物脅迫過程中也扮演著不可或缺的角色。陳儒鋼在前期研究中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子CaNAC035受低溫和ABA強(qiáng)烈誘導(dǎo)，并初步驗(yàn)證其具抗寒功能。

2022年，陳儒鋼成功申請了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“脫落酸響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子CaNAC035調(diào)控辣椒抗寒性的分子機(jī)制”。通過這一項(xiàng)目，陳儒鋼將闡明ABA介導(dǎo)的CaNAC035調(diào)控辣椒抗寒性形成的生理途徑，揭示CaNAC035在辣椒低溫脅迫下的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，力圖通過辣椒抗寒性形成分子機(jī)制基礎(chǔ)研究突破，破解辣椒產(chǎn)業(yè)亟待解決的抗逆性難題。目前這一項(xiàng)目正在順利進(jìn)行中。

長期以來，陳儒鋼始終認(rèn)為，不斷滿足老百姓對美好生活的實(shí)際需求，是育種人責(zé)無旁貸的使命。隨著國家辣椒育種情況的整體向好，現(xiàn)如今我國90%以上的辣椒種子都由國家自主選育完成。但是，在這其中，甜椒種子卻依然大部分依賴于國外進(jìn)口。在這一背景下，近年來陳儒鋼通過創(chuàng)新育種，成功登記了一個新品種——秦椒4號，這個新品種所生長的甜椒果實(shí)為富含花青素的紫色甜椒，更符合當(dāng)代人類的健康飲食觀念。在良好的品種質(zhì)量支撐下，今后，陳儒鋼還將和團(tuán)隊(duì)成員一起將這一品種推向社會，更好地豐富人們的餐桌。

理論創(chuàng)新與教學(xué)培養(yǎng)并重

在科學(xué)研究中，腳踏實(shí)地的實(shí)踐和一往無前的探索，是相輔相成的。陳儒鋼的博士生導(dǎo)師葉志彪教授，是我國最早將生物技術(shù)和分子生物學(xué)手段應(yīng)用于蔬菜學(xué)科相關(guān)研究的科研人員之一，他所選育的“華番一號”番茄品種，是我國第一個被批準(zhǔn)商品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因蔬菜品種。他對于研究前沿把控，以及對科研的鉆研奮斗精神，一直都在深深影響著陳儒鋼。

自2012年12月遴選為碩士研究生導(dǎo)師以來，陳儒鋼為我國的育種事業(yè)培養(yǎng)了一批批青年人才。在近20年的教學(xué)生涯中，三尺講臺上，留下了無數(shù)陳儒鋼汗水的結(jié)晶。

多年來，陳儒鋼不僅承擔(dān)了本科生園藝植物育種學(xué)（雙語課程）、園藝植物生物技術(shù)、蔬菜育種學(xué)等課程，還負(fù)責(zé)帶領(lǐng)學(xué)生們進(jìn)行植物育種實(shí)習(xí)、夏（秋）菜生產(chǎn)調(diào)查實(shí)習(xí)、畢業(yè)綜合實(shí)習(xí)、園藝操作技能訓(xùn)練等研究實(shí)踐課程。在過往求學(xué)及研究經(jīng)歷的影響下，相較于對學(xué)生“保姆式”的培養(yǎng)方式，陳儒鋼更傾向于讓學(xué)生發(fā)揮自己的主觀能動性開展研究工作，讓他們在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中，形成自主創(chuàng)新意識。

獨(dú)有的教學(xué)理念與教學(xué)方法，讓陳儒鋼受到了大量好評。新冠肺炎疫情防控期間，其所主持的“園藝植物育種學(xué)總論”在線開放課程（MOOC，慕課）在中國大學(xué)慕課平臺運(yùn)行，廣受學(xué)習(xí)者的歡迎，成為很多學(xué)校的教學(xué)必用視頻。為了將目前關(guān)于蔬菜育種的最新研究成果進(jìn)行歸納總結(jié)，為后世的教學(xué)出一份力，陳儒鋼還主編了《園藝植物種子學(xué)》《園藝植物育種學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》等教材，其中《園藝植物種子學(xué)》被選為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“十三五”規(guī)劃教材。目前，他正在組織編寫科學(xué)出版社普通高等教育“十四五”規(guī)劃教材《園藝植物育種學(xué)》。

回顧近20年的科研生涯，陳儒鋼將小種子做成了大學(xué)問。雖然這一路上遇到的困難無數(shù)，但陳儒鋼始終認(rèn)為，這份艱辛在育種過程中，只是九牛一毛?！坝N創(chuàng)新沒有捷徑，就得一步一步去走，再苦再累都要堅持下去。”他堅定地說。延續(xù)現(xiàn)如今的研究之路，未來他仍會不遺余力地在祖國大地上奔走，為蔬菜種質(zhì)資源創(chuàng)新“育”出嶄新的未來。

（責(zé)編：張聞）