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优糖稻20年研发记上海农科院朴钟 [复制链接]

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文/玥言

朴钟泽博士(右)与杨瑞芳博士(左)

年国际糖尿病联盟(IDF)发布第9版的《全球糖尿病地图(IDFDiabetesAtlas)》显示,目前全球范围内估计在20岁-79岁人群中有4.64亿人患有糖尿病,预计到年,糖尿病患者会达到5.亿,到年,糖尿病患者将达到7.亿,每年有数以万计的患者死于糖尿病及其并发症。

从调查数据来看,目前我国成人糖尿病的患病率达11.6%,中国糖尿病患者人数已经居全球第一。

而不久前,小编从上海市农业农村委听闻一则既令人振奋,又让人感动的消息,他们科技兴农推广项目近来大力扶持的上海农科院高抗性淀粉水稻“优糖稻”研究,成果斐然。它产出的稻米因富含高抗性淀粉,非常适合糖尿病人。而这一项研究前期也获得了上海市科委基础研究项目的资助。

带着强烈的好奇心,小编走访了上海农科院作物所特种稻课题组团队,原来这背后深藏着一段20年初心不改、潜心科研的感人故事。

朴钟泽博士上海农科院研究员

年延边农学院获得农学学士学位,年东北农学院获得农学硕士学位,年在首尔大学获得农学博士学位,年首尔大学博士后毕业。一直从事水稻遗传和分子育种方面研究。主要承担了国家攻关项目和国家国际合作项目、国家教委海外留学项目、国家“10.5”攻关项目、中韩国际合作项目以及上海市农委和科委重点攻关项目等。期间培育了金珠1号、沪LPR18、优糖稻2号等12个常规水稻新品种和功能性水稻品种,并累计推广万亩以上,获得省部级科技进步二等奖2项,三等奖4项,获得国家发明专利6项,在国内外核心刊物上发表60多篇学术论文,各类国际会议论文9篇,其中SCI论文11篇,培养硕士研究生10名。

心里播下

“功能水稻”的种子

朴老师在海南基地

朴钟泽刚从上海市农业科学院作物育种栽培研究所退休,从他的言语中,你听出一股坚持理想、永不服输的韧劲。他看上去直率、憨厚、朴实,同行们可能不认得他的面孔,但一听说他在做的是优糖稻,大概率会惊呼一声:“噢,您就是朴钟泽教授啊!”

下田插秧,本来不需要朴钟泽这个“段位”的人亲自去做了,但他总是毫不犹豫地顶着火辣辣的太阳,戴上草帽,挽起裤脚下大田。他风趣地说:“不经常和它们(水稻)见见面,很快就会变得陌生,要分辨不出了—就像你看欧美人,你看得出他们长相的区别吗?”

他说,这也缘于他从小在农村生活养成的勤劳的习惯。他出生、成长于盛产水稻的东北,是地道的吉林延边人,朝鲜族,从小说的是朝鲜语,在学校很长一段时间连汉语都没有学过。延边70%是山地,山谷里生产的稻米量虽然不大,但软糯香甜,朴钟泽13岁起就开始帮着父母下地干农活。然而稻花虽然芬芳,可朴钟泽和当时许许多多梦想跳出“农门”的孩子一样,一心想通过读书、考试,远离农业,让父母和自己不在田间继续辛苦劳作。

他很早就认识到,必须学汉语,所以在小学毕业时,宁可降一级,从初中降回小学去,也要读汉族班。年,他一举考上大学,成为母校历年来仅有的一个大学生,直到现在,他还是当地的传奇人物,求学故事被传为美谈。

造化弄人,朴钟泽想离开农田,却又进了农学院。学一行,爱一行,朴钟泽性格中的韧劲又开始发挥化学反应了。毕业时,他平均分达到93分,被评为优秀毕业生,所有的就业单位随便他挑。

3年后,他边工作边刻苦研读,自学日语,考上了东北农业大学的硕士研究生,当年招收的86名研究中,他又是独占鳌头。

他深知,想要做出一番成就,需要一个好的平台。所以,他凭着自己的努力,一个台阶一个台阶地向上迈,从延边的小村庄走到东北农大,又走到天津农科院。期间,他曾应中日友好协会的邀请,去日本研修7个月,走访了多家研究所,了解日本水稻种植的先进技术,这次研修令他眼界大开。也正是那一次,他第一次听说了功能水稻这个新名词,喜欢探索新鲜事物的朴钟泽从此在心里埋下了“功能水稻”种子。

他琢磨,随着人们生活水平的提高,饮食结构已发生巨大变化,由于膳食结构不平衡和营养过剩而造成的“文明病”已在我国出现并呈逐年扩大的趋势。糖尿病、肥胖症、高血压、高血脂、心脑血管病及冠心病等已成为危害我国人民健康的主要疾病。而水稻是三大粮食作物之一,稻米淀粉含量最高,为人类最重要的碳水化合物和能量来源之一,改良稻米中的营养成分有利于降低人体对碳水化合物的吸收,从而可能降低“文明病”的发病率。

年,他已任天津农科院作物所副所长,此时天津市组织部对他更有新的任命。然而,同期国家教育部也来了公派韩国研修的机会。朴钟泽感到,自己从内心深处还是热爱科研,热爱水稻,水稻种植技术的每一个新名词都能够令他精神为之一振。于是,他听从了自己内心的呼唤,在国家都需要的两个岗位上,毅然放弃从*,选择了艰苦的科研之路。

贴身放着种

突变水稻种

这是他人生道路上最重要的一次转折之旅。

年,韩国首尔大学农学系作物育种实验室,是在韩国农业学界享有盛誉的一间实验室。在这里研修半年之后,朴钟泽处于对新知如饥似渴地吸收中,他没有像其他人那样项目结束就返回国内,而是和教授提出了留在韩国,继续攻读博士的想法,获得首肯,国家也支持了他的选择,一直为他提供奖学金,直至他2年2月博士毕业。毕业时,时任韩国总统金大中还亲自参加了毕业典礼。

“韩国这个实验室,在水稻诱变技术上非常有名。”朴钟泽说,这是最吸引他的地方,想培养优质的功能水稻,离不开先进的诱变技术。

所谓诱变,就是既可以在原有的水稻品种资源中筛选,也可通过物理或化学的方式,甚至辐射和航天诱变,使物种发生基因突变,再筛选出符合需要的突变品种。

那时,较多采用的还是化学诱变剂。化学诱变剂是一类能和DNA起作用进而改变DNA的空间结构或者结构组成,导致DNA产生变异的物质。科学家常利用化学诱变方法在较短时间内获得有利用价值的突变体。化学诱变方法有使用方便,特异性较强和诱变后较易稳定遗传等优点。但这是一种剧*的化学药剂,危险性极大,所以很多人、特别是年轻人不愿意接触这个领域。而且它见光就分解,配制试剂的时候要特别小心,很多器皿都要纱布包严,做避光处理。

水稻有个有趣的特性,它一般在中午十一点、十二点开花,朴钟泽就总要在大日头底下,穿上闷人的高筒胶靴,戴顶草帽,下到实验田里,把目标水稻品种挖出来,将没开花的拣掉,留下开花的,带回实验室,又将这些花剪除,留下稻株备用。开花表示水稻已经受精,受精后8小时内的稻穗,诱变效果最好。朴钟泽将剪好的稻穗泡在诱变剂里,泡上二三十分钟。“这个工作也非常危险,一定要防护到位,避免诱变剂在操作过程中溅到手上,发生化学反应。”

泡好之后的稻穗,要在水池中用流动水冲洗,冲洗完毕后,再重新种回去,开始养育,让它正常生长、结粒。诱变剂则放入光照条件下,使其充分分解,消除危害。

生长成熟结粒的水稻,收取了种子之后,第二年要播种在实验田里。“诱变后,植株发生突变的概率可能是万分之一,甚至更小,所以突变育种的基数一定要大,出现突变的机率才可能高。”朴钟泽说,往往一次要播种几万株或几十万株经过诱变的水稻籽粒。播种完了之后还要移栽,就是人们俗称的插秧。移栽还有讲究,如果种得太密,就不容易看出突变性状,所以行距要保持在15厘米,间距要在20厘米,一亩地大约种2万株左右。

更艰辛的环节还在后面。等绿油油的小苗如少女般婀娜的身姿,在清亮的水田中摇曳的时候,研究者们却要忍着酸痛,长时间地弯着腰,踩在水田里,在几万或几十万株碧绿的小苗中,用肉眼去寻找外观发生突变的植株。

就像一个呱呱坠地的新生儿,水稻的整个生长过程都在研究者的关照之下了。有的是苗期叶片就发生了变化,有的是植株高度有了变化,有的叶片角度有所改变,还有的稻穗大小和以前不同,这些都是突变的植株,不管对将来有没有用,都要把它记录下来,挂上标记。突变的植株还要拿到室内再鉴定。在室外是观察植株形态,到室内主要看粒形、胚的大小和胚乳颜色等的变化,还要看籽粒的变化。找到籽粒突变的植株,就要通过检测,观察成分是否有变。

等到收获的季节,这些突变的植株种子都要收集起来,次年再种下去,看是不是还有这种性状。如此反复验证的过程,再加上中途各种研究诉求,从开始处理到发现想要的品种,整个实验周期很长,往往要四五年时间。没有足够的热爱和耐心,很难完成这样清苦的坚守。

实验进行了3年,朴钟泽在韩国的博士和博士后学习也接近了尾声。他很有心,在田间收集了1万个外观发生突变的水稻植株,将籽粒一部分打成稻米,一部分留作种子,剥掉硬壳的稻米用于观察籽粒的突变,种子用于后续种植、观察。这些籽粒中包含了个种类,他把它们分别装进种子袋,带在身边。

后来进入课题组的杨瑞芳说起她的恩师朴钟泽,“特别具有前瞻性。他属于国内很早就

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