何祖華院士：尋找抗病水稻

李瀟　金姬

“這是我們的研究材料水稻種子，每袋都不一樣，上面標(biāo)記了號(hào)碼來做區(qū)分，一袋里面有幾十粒。種子發(fā)芽以后，就可以播種到現(xiàn)在的這片秧田里。讓它長成幼苗，這個(gè)過程大概要25天，之后再移栽到不同的田里?！?/p>

2024年初夏的一天，何祖華站在雨后泥濘的田野邊，拿著他們研究團(tuán)隊(duì)正在播種的稻種，耐心地向《新民周刊》講解著育種過程。

頭戴草帽、腳蹬長靴、身披一件紫色雨衣，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員、民盟盟員何祖華，經(jīng)常因?yàn)檫@身打扮被誤認(rèn)為是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民。

40多年來，他便是這樣一腳科研，一腳稻田，致力于用科技守護(hù)祖國糧食安全，為攻克水稻“頑癥”嘔心瀝血。

去耕種，去澆灌，去看作物生長

1962年11月，何祖華出生于浙江省紹興市諸暨山下湖鎮(zhèn)。

緣于父親水利工程師的身份，何祖華早早地對農(nóng)村的整個(gè)農(nóng)事操作系統(tǒng)有了一定了解。小時(shí)候哥哥們務(wù)農(nóng)，他課余空閑時(shí)，也常下田幫忙。廣袤的田野中，他與稻花清香為伴，在豐收的喜悅里開懷而笑，久而久之便對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生了感情。

1979年，17歲的何祖華在填報(bào)高考志愿時(shí)順理成章地報(bào)考了浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)。入學(xué)后，他一有空就跟著老師往實(shí)驗(yàn)地里鉆，去耕種，去澆灌，去看作物生長。

40多年來，民盟盟員何祖華為攻克水稻“頑癥”嘔心瀝血。圖片提供/中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心

“我們要在不同的基地之間來回調(diào)查抗病性等，一年里估計(jì)有三分之一的時(shí)間離家在外?！鄙鲜兰o(jì)80年代的交通不方便，車馬太慢，飛機(jī)尚未成為尋常人家的出行方式，輪船碼頭把人送出去，路上就要耗去十來天。“有時(shí)候碰上水稻開花要做雜交了，就算是春節(jié)也得在那邊過。因?yàn)檫@一季耽誤了，只能再等下一季，實(shí)驗(yàn)材料就浪費(fèi)了。”

“當(dāng)時(shí)很多大人就說，你們農(nóng)村來的，怎么上大學(xué)了還要干農(nóng)活？”但何祖華卻不覺得這樣苦修似的學(xué)習(xí)難挨，反而樂在其中?！澳憧吹礁鞣N各樣的作物，大的、小的、黑的、白的、黃的。有些作物會(huì)長到2米、3米，像袁隆平先生曾經(jīng)暢想的那樣，能夠在水稻底下乘涼?！?/p>

何祖華介紹，他讀大學(xué)時(shí)，除了農(nóng)學(xué)的專業(yè)課程外，還需要學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)有關(guān)的很多課，包括畜牧獸醫(yī)、植物保護(hù)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)等。

采訪當(dāng)天正好是個(gè)陰雨天，濃云兜著一捧要落不落的雨水，風(fēng)中都是潮濕的泥土腥氣。何祖華與我們分享從前老師教他觀察氣象的方法，興致勃勃地說：“假如遠(yuǎn)處在下雷陣雨，但你身邊的樹是不動(dòng)的，你就不用管，因?yàn)槔茁暡粫?huì)一下子到你頭上；要是風(fēng)吹得很大，那你要趕緊逃了?！?/p>

何祖華一邊學(xué)農(nóng)，一邊愛農(nóng)，而真正讓他下定決心鉆研水稻抗病遺傳育種研究的，是要追溯到他讀研究生時(shí)的一段經(jīng)歷。

1983年，21歲的他師從我國著名水稻遺傳育種學(xué)家申宗坦教授，攻讀碩士研究生。

2024年2月，何祖華院士（中）在家鄉(xiāng)被頒發(fā)頒發(fā)紹興市院士科普工作室的聘書。圖片提供/紹興科技館

老先生很嚴(yán)謹(jǐn)，要求學(xué)生們播種和插秧，秧苗之間須嚴(yán)格的等距，這樣才能準(zhǔn)確分辨農(nóng)作物性狀?！澳呐略谂枥徖锊シN，種子間距離差1厘米，老先生都會(huì)讓我們重新再播過?！焙巫嫒A說。多年后，他建立自己的實(shí)驗(yàn)室，指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，更加深切體會(huì)到，是申老先生的嚴(yán)格要求練就了他做學(xué)問的基本功。

記得有一年10月，何祖華跟著申教授前往浙江桐廬的山坳里采樣，親眼看到整片稻田感染了被稱為“水稻癌癥”的稻瘟病，幾乎顆粒無收。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民捧著枯萎稻穗的愁容，深深印在了何祖華心里。從那一刻起，他真正體會(huì)到糧食對于農(nóng)民、國家，都是天大的事，于是下定決心，這輩子“死磕”稻瘟病。

“死磕”稻瘟病和稻曲病

稻瘟病是由病原真菌引起的、發(fā)生在水稻上的一種病害，對水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量有很大的影響?！斑@是全世界最重要的作物真菌病害，只要是種水稻的地方，都有稻瘟病?！睋?jù)統(tǒng)計(jì)，全球范圍內(nèi)每年因稻瘟病造成的糧食損失高達(dá)水稻總產(chǎn)量的10%。我國不同稻區(qū)均有稻瘟病的易發(fā)區(qū)，每年因稻瘟病直接損失稻谷約30億公斤。

2000年底，38歲的何祖華從美國SALK研究所完成博士后研究歸來，進(jìn)入中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所，建立實(shí)驗(yàn)室，任研究組長。

“解決稻瘟病，一方面是靠抗病品種，一方面是靠噴施農(nóng)藥。所以我們一直希望給育種家提供廣譜抗病基因培育抗病品種，不用再噴施農(nóng)藥防控稻瘟病?！庇谑牵瑸榻鉀Q國家和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，何祖華團(tuán)隊(duì)展開了挖掘廣譜抗稻瘟病基因孜孜不倦的研究。

2006年，何祖華團(tuán)隊(duì)鑒定到一個(gè)廣譜抗稻瘟病新位點(diǎn)Pigm，幾乎能抵抗所有已知的稻瘟病菌小種。此后，又“十年磨一劍”，系統(tǒng)解析了這個(gè)位點(diǎn)的作用機(jī)理。

漫長的求索中，靈光和奇跡都不是時(shí)刻閃耀的。2009年至2014年間，何祖華的團(tuán)隊(duì)沒有在國際著名期刊上發(fā)表研究成果?？蒲羞@條板凳又冷又硬，外界壓力和自身的焦慮都無法避免。但他卻沉心靜氣，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持把一個(gè)課題研究做了近15年，終于把“冷板凳”坐成了“熱板凳”。

2017年，何祖華團(tuán)隊(duì)解析出了水稻廣譜持久抗病與產(chǎn)量平衡的表觀調(diào)控機(jī)制，文章發(fā)表在《科學(xué)》雜志，入選了 “中國生命科學(xué)十大進(jìn)展”。

“你研究的成果有沒有用，最后還是要看是否解決了國家需求?！焙巫嫒A認(rèn)為，他們做的是基礎(chǔ)理論研究，最終還是要從論文落地到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，回饋國家、惠及人民。

由于科研成果顯著，何祖華于2023年11月當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。

目前，抗病基因Pigm已被隆平高科、荃銀高科等40多家育種單位應(yīng)用，并審定多個(gè)抗病水稻新品種，累計(jì)推廣超過4600萬畝，實(shí)現(xiàn)了水稻廣譜高抗稻瘟病，減少殺菌劑農(nóng)藥的施用，取得巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。“這幾千萬畝的稻田，不需要噴農(nóng)藥防控稻瘟病，人工成本和農(nóng)藥支出省下來，間接的經(jīng)濟(jì)效益有10多個(gè)億。”

何祖華帶領(lǐng)學(xué)生們做實(shí)驗(yàn)。圖片提供/中科院分子植物柯學(xué)卓越創(chuàng)新中心

繼何祖華研究組于2017年在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表廣譜和持久抗稻瘟病基因Pigm機(jī)制后，2021年，又在《細(xì)胞》《自然》發(fā)表重要成果，實(shí)現(xiàn)了又一個(gè)水稻抗稻瘟病研究的重大突破。這一研究揭示了一條全新的廣譜抗病代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，闡明了如何整合基礎(chǔ)抗病性與專化性抗性，賦予水稻廣譜抗病的代謝調(diào)控機(jī)制。他還獨(dú)具慧眼，針對作物在田間總是容易感染不同病害這一長期困擾學(xué)術(shù)界的難題，開展創(chuàng)新性研究，發(fā)現(xiàn)了作物與病原菌“軍備競賽”的新機(jī)制和多病原菌抗性的育種新靶標(biāo)。

在上海9月中下旬的時(shí)候，稻曲病就特別容易暴發(fā)。

何祖華成功分離了多個(gè)水稻廣譜抗病和高產(chǎn)耦合基因，并悉心指導(dǎo)學(xué)生解析它們的功能機(jī)制，這些系統(tǒng)成果為作物廣譜抗病研究和應(yīng)用建立了獨(dú)特平臺(tái)，何祖華所倡導(dǎo)的抗病—產(chǎn)量協(xié)同調(diào)控研究理念已被國際廣泛認(rèn)同。

由于成績顯著，何祖華先后榮獲“國家自然科學(xué)獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)、“慶祝中華人民共和國成立70周年”紀(jì)念章、“工人先鋒號(hào)”“第二屆全國創(chuàng)新爭先獎(jiǎng)”“全國優(yōu)秀科技工作者”等，研究成果入選“中國生命科學(xué)十大進(jìn)展”，并在2023年11月當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。

談到自己當(dāng)選院士，如今62歲的何祖華表示，“這是對我過去研究成績的肯定，但也是一個(gè)新的起點(diǎn)，接下來圍繞目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的新問題，踏踏實(shí)實(shí)地開展研究，期望能為解決我國生物育種領(lǐng)域的難題提供新思路和新方案”。

“比如說我們現(xiàn)在又發(fā)現(xiàn)了水稻的一種新病。”何祖華介紹，稻曲病是水稻后期發(fā)生的一種真菌性病害。近年來，在各地稻區(qū)普遍發(fā)生，而且逐年加重。其發(fā)病因素與氣溫和濕度密切相關(guān)。比如白天是26-28℃，晚上是22-24℃，加上一點(diǎn)毛毛雨，假如有10天左右的窗口期，在上海9月中下旬的時(shí)候，稻曲病就特別容易暴發(fā)。

但稻曲病的防治非常困難，抗病育種也因?yàn)槿鄙儆行У目共』蚨щy重重?！斑@是個(gè)老大難的問題，一直以來總是解決不了，而且它會(huì)產(chǎn)生毒素，對人體是有害的?！焙巫嫒A團(tuán)隊(duì)非常關(guān)注稻曲病，與育種家合作攻關(guān)多年，一直希望能夠找到經(jīng)濟(jì)有效的育種解決方案。

堅(jiān)持和學(xué)生一起

下田研究的院士

多年來，何祖華一直秉持著實(shí)干精神，堅(jiān)持做水稻抗病遺傳育種研究，光鉆研基礎(chǔ)理論是不行的，必須扎根到田里去。

何祖華經(jīng)常出現(xiàn)在松江的試驗(yàn)田里，帶著學(xué)生們一起勞作，從水稻育苗、插秧、抗病性調(diào)查到后期種子成熟收獲的全過程。每年12月初，何祖華團(tuán)隊(duì)還會(huì)把收獲的水稻種子帶去海南播種?！澳戏睂χ袊霓r(nóng)作物育種非常重要。海南的光溫資源條件好，冬天時(shí)，很多農(nóng)作物如水稻、玉米、棉花、大豆，都會(huì)到那邊去種，加快育種進(jìn)程。”

不同于農(nóng)民大面積地播種，可以把幾株苗混插在一起，保證有好收成?？蒲腥藛T要求一株一株插。因?yàn)閹字昊煸谝黄鸩缓眠M(jìn)行比較，不利于發(fā)現(xiàn)特殊性狀，也不利于測產(chǎn)。在作物栽培與育種基地，每個(gè)品系的水稻秧苗被扎成一捆，白色牌子是它們的“身份牌”，按照白色牌子進(jìn)行插秧和后續(xù)的性狀調(diào)查和考種分析。

做抗病機(jī)理研究很花時(shí)間。在何祖華的團(tuán)隊(duì)里，從60后70后到80后90后甚至00后都有?！半m然很累，但大部分學(xué)生都很能吃苦，包括一些城里來的學(xué)生。有幾個(gè)城里來的女生，她們在搞科研的過程中喜歡上水稻，就有了內(nèi)驅(qū)動(dòng)力，把農(nóng)業(yè)研究作為以后的事業(yè)?！?/p>

采訪時(shí)，何祖華望著田間辛勤勞作的學(xué)生們，不禁露出欣慰的微笑。他們腳踩長靴、身披雨衣、頭戴草帽，頂著斜風(fēng)細(xì)雨，一次又一次彎下腰，把希望的種子埋進(jìn)土里，期待成熟的季節(jié)能收獲好消息。

幾十年的孜孜鉆研中，這份科研工作已然成為一份代代相承的事業(yè)，在一代一代人之間傳遞著接力棒。

“何祖華是一位純粹的科學(xué)家，一輩子把一件事做到底、做到極致。”中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心主任韓斌曾這樣評價(jià)何祖華。

這名科學(xué)家在自身領(lǐng)域的深耕中，與自然對話，和植物交心，十幾年如一日地懷著生生不息的熱愛和持之以恒的鉆研精神，把科研當(dāng)愛好，把愛好當(dāng)事業(yè)，勇于創(chuàng)新，引領(lǐng)學(xué)科前沿，將“科學(xué)家精神”詮釋得纖毫畢見。

如今，何祖華的足跡遍布浙江、福建、湖南、湖北、安徽、海南、廣東、廣西……他將科研論文寫在祖國的田野上，真正做到了廣惠天下，造福世界。

院士訪談

何祖華院士小傳

1962年11月，出生于浙江省紹興市諸暨山下湖鎮(zhèn)。

1979年，進(jìn)入浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)攻讀農(nóng)學(xué)本科專業(yè)。

1983年，植物遺傳育種碩士，師從我國著名水稻遺傳育種家申宗坦教授和病理學(xué)家孫漱源研究員，研究水稻對稻瘟病的抗病性。

1992年，植物病理學(xué)博士，師從我國著名植物學(xué)家李德葆教授，開展抗病基因定位研究。

1997年，赴美國索爾克研究所、加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校從事博士后研究。

2000年，進(jìn)入中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理研究所擔(dān)任課題組長。

2001年開始，和植物育種家、病理學(xué)家合作，跑遍全國主要水稻種植區(qū)，篩選廣譜持久的抗病基因。

2022年，被推選為2022年上海“最美科技工作者”。

2023年，當(dāng)選中國科學(xué)院生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)學(xué)部院士。