“80后”水稻專(zhuān)家王克劍出生并成長(zhǎng)在江蘇農(nóng)村,稻田是他兒時(shí)最深刻的記憶。學(xué)有所成后,他扎根稻田,面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重大需求、聚焦科技前沿,圍繞基因組編輯和無(wú)融合生殖固定雜種優(yōu)勢(shì)開(kāi)展攻關(guān),實(shí)現(xiàn)雜交水稻無(wú)融合生殖“從0到1”的突破。
2009年,王克劍在中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所完成了博士學(xué)業(yè)。在農(nóng)業(yè)科研前輩的言傳身教、悉心指導(dǎo)下,他開(kāi)展了水稻前沿基礎(chǔ)理論的系統(tǒng)研究,同時(shí)關(guān)注著水稻生產(chǎn)現(xiàn)狀及科研進(jìn)展。
“我們的研究要‘頂天立地’,既要探究處于國(guó)際前沿的頂尖技術(shù),也要立足國(guó)家和人民的需求,做出實(shí)實(shí)在在的成果?!蓖蹩藙φf(shuō)。
王克劍經(jīng)常下基層,不斷向一線(xiàn)育種家、農(nóng)技推廣人員、種糧大戶(hù)請(qǐng)教,努力尋找影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)際問(wèn)題。調(diào)研走訪中,他發(fā)現(xiàn)雜交水稻的培育雖然實(shí)現(xiàn)了水稻產(chǎn)量的大幅度提高,但雜交水稻種子后代會(huì)發(fā)生性狀分離,優(yōu)良性狀無(wú)法“遺傳”。這就造成科研人員必須年年為雜交作物制種,農(nóng)民也必須每年重新購(gòu)買(mǎi)新的雜交種子,成本大大提高。此外,一旦遇到極端氣候、貿(mào)易爭(zhēng)端等不利因素,極易造成雜交種子價(jià)格飆漲甚至無(wú)法購(gòu)買(mǎi)的局面,為糧食安全埋下嚴(yán)重隱患。因此,如何解決制種問(wèn)題成了縈繞在王克劍心頭的一件大事。
其實(shí),這一難題曾困擾了幾代的農(nóng)業(yè)科學(xué)家。20世紀(jì)30年代,國(guó)際上曾首次提出利用無(wú)融合生殖固定雜種優(yōu)勢(shì),歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家先后投入大量人力和財(cái)力,在這一戰(zhàn)略前沿領(lǐng)域展開(kāi)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)從20世紀(jì)80年代也開(kāi)始開(kāi)展重點(diǎn)攻關(guān),但一直未能取得突破。在無(wú)前人成功經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下,王克劍決定迎難而上,把無(wú)融合生殖這一難題作為研究團(tuán)隊(duì)的長(zhǎng)期主攻方向,爭(zhēng)取啃下這塊“硬骨頭”。
“這像是摸著石頭過(guò)河,但只要突破,就能給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大的普惠價(jià)值?!贝_立研究目標(biāo)后,王克劍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始攻堅(jiān)克難。盡管前期在基因組編輯領(lǐng)域的成果為整個(gè)團(tuán)隊(duì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),但各種挑戰(zhàn)還是接踵而來(lái)。經(jīng)常是實(shí)驗(yàn)室里的測(cè)試數(shù)據(jù)看似完美,但一到田間實(shí)驗(yàn)就出現(xiàn)各種問(wèn)題,一切只好再推倒重來(lái)。每當(dāng)遇到難題,王克劍總說(shuō):“我們的研究是前沿科技的新探索,意味著更多的不確定性,也必然遇到更多的問(wèn)題和困難,需要我們付出更多的時(shí)間和努力?!?/p>
作為團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭羊,王克劍秉承著科研人一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng),營(yíng)造多學(xué)科融合取長(zhǎng)補(bǔ)短的良好氛圍,制定完善科研創(chuàng)新機(jī)制,讓團(tuán)隊(duì)成員都能充分迸發(fā)創(chuàng)新潛能。在他的帶領(lǐng)下,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新成果層出不窮——建立了水稻多基因編輯系統(tǒng),創(chuàng)建了多個(gè)變體基因組編輯系統(tǒng),大幅度提高了水稻遺傳重組頻率。王克劍團(tuán)隊(duì)成員劉慶告訴記者,在攻關(guān)的日子里,王克劍帶領(lǐng)大家“兩點(diǎn)一線(xiàn)”,在稻田和實(shí)驗(yàn)室間兩頭交替進(jìn)行試驗(yàn),累了就睡在研究所的宿舍里,全團(tuán)隊(duì)都全身心地投入科學(xué)研究中。
在經(jīng)歷多次失敗、反復(fù)總結(jié)之后,2019年1月,王克劍團(tuán)隊(duì)發(fā)表了利用基因編輯技術(shù)建立無(wú)融合生殖體系、成功獲得雜交水稻克隆種子的研究成果,實(shí)現(xiàn)了雜交稻無(wú)融合生殖“從0到1”的關(guān)鍵突破,成為這一前沿領(lǐng)域的“領(lǐng)跑者”。這一成果為提升我國(guó)農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新力和核心競(jìng)爭(zhēng)力作出了重要貢獻(xiàn),受到國(guó)際科學(xué)界和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注?!半s交稻之父”、中國(guó)工程院院士袁隆平對(duì)這項(xiàng)成果給予了高度評(píng)價(jià)。
“一粒種子可以改變世界,一項(xiàng)技術(shù)能夠創(chuàng)造一個(gè)奇跡?!边@是王克劍工作的科研樓里寫(xiě)著的一句標(biāo)語(yǔ),激勵(lì)著科研人員不斷探索知識(shí)的邊界。盡管已經(jīng)取得了具有顯著性意義的成果,王克劍還是謙虛地表示這只是階段性的進(jìn)展,從有性生殖到無(wú)融合生殖還有很長(zhǎng)的路要走,“未來(lái)希望把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于更多的作物生產(chǎn)中,讓雜種優(yōu)勢(shì)代代相傳”。