韓天富:讓大豆睡好覺、長大個

2019-11-05 10:20:55 來源: 中國科技網-科技日報 作者: 唐婷
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韓天富,中國農業科學院作物科學研究所研究員、博士生導師,國家大豆產業技術體系首席科學家、農業農村部大豆專家指導組組長。

愛國情 奮斗者

對處于生長發育期的兒童來說,充足的睡眠有利于長個子。事實上,充足的“睡眠”對于大豆生長發育來說也同樣重要。

如何讓大豆“睡好覺”,結出更多的果實,是中國農業科學院作物科學研究所研究員、博士生導師韓天富長期研究的重點領域。

前段時間,韓天富所在團隊采用基因組編輯技術,創制出適合低緯度地區種植的突變體材料,幫助大豆在日照短、溫度高的南方地區實現豐產,相關研究成果在線發表在《植物生物技術雜志》(Plant Biotechnology Journal)上。

原想當醫生結果學了農

上世紀60年代初出生在甘肅農村的韓天富,兒時飽嘗了缺衣少食的滋味,并對當時農村有病難醫的困窘有著深切的體會。在韓天富的記憶中,慈愛的三叔對他就像對自己的孩子一樣,可無情的病魔卻奪走了三叔的生命。

“現在看來,三叔得的并非是不治之癥,只是當時沒有條件診治。”韓天富對科技日報記者說,三叔的遭遇在當時的農村并不鮮見。由此,韓天富便萌生了學醫的念頭,希望能當醫生,救治更多貧苦的鄉民。

高考報志愿時,韓天富在第一志愿欄里填下了“蘭州醫學院”(現蘭州大學醫學院)。當看到錄取通知書上的“甘肅農業大學”字樣時,他心里不免有些遺憾,因為學農是他的第三志愿。

不過,后來隨著學習的深入,韓天富漸漸喜歡上了農學類專業。現在回頭看,他覺得農學是一個非常好的專業。一方面,他們的工作場所都是非常綠色的地方,而且環境也非常優美。冬天,他們經常去溫暖的海南從事繁育相關工作,夏季會去清涼的東北選種。

“更重要的是,每當看到自己選育的品種、研發的技術在生產上得到應用時,就會體會到非常強烈的成就感和幸福感。”韓天富漸漸覺得,做農業科學家是一件很幸福的事。

帶著對知識的渴望,碩士畢業后在東北農學院(現為東北農業大學)任教的韓天富選擇繼續讀博深造。當時東北農學院農學系里只有一位博士生導師,那就是我國著名的大豆遺傳育種學家王金陵。

跟隨王金陵讀博,對韓天富來說,是學術生涯的一個重要轉折點。在王金陵的指引下,韓天富從原先的作物生理和栽培領域跨入遺傳育種領域,研究對象也從小麥變成了大豆。

“王金陵先生站得高、看得遠,給我指出了非常明確的研究方向。”博士畢業后,韓天富又在王金陵的推薦下,去南京農業大學師從中國工程院院士蓋鈞鎰從事博士后研究工作,在博士課題基礎上繼續從事大豆光周期反應和遺傳育種研究,到如今已在大豆領域從事研究工作近30年。

在韓天富看來,對國家和世界來說,大豆都是一種非常重要的作物,大豆產業也是關系到國計民生的重要產業。

“過去30年,隨著人民生活水平的提高,我國對大豆的需求增加了10倍,供需缺口不斷擴大。在這種形勢下,能為大豆科研和生產做一些事,我覺得很有價值。”他說。

探索大豆光溫反應機制

日出而作,日落而息。在韓天富看來,光照影響著人類的作息,也在大豆的生長發育中扮演著十分重要的角色。

大豆是對光周期反應十分敏感的作物,絕大多數品種只有在日照時長縮減到一定程度后,才能從營養生長轉入生殖生長,進而開花結果。韓天富和同事們,一直試圖弄清光周期和溫度到底是如何影響大豆生長發育的。

“我們說的光周期,就是日照時間的相對長短,也可以理解為白天和夜晚的相對比例。實際上,在大豆生長發育過程中,起主要作用的是連續的黑暗。可以說,研究光周期反應,就是要弄清大豆是如何‘睡覺’的。”韓天富打了個形象的比方。

因大豆在開花期和成熟期,受種植區域和生長季節日照長度的影響很大,導致大豆品種適宜種植區域普遍比較狹長,光周期反應特性是影響大豆品種區域適應性的重要因素。

比如,大豆品種北移種植時,因溫度降低,往往會導致生長期延長,甚至不能開花或正常成熟;南移種植時,則因溫度升高,會出現過早開花、生長期縮短等現象,導致產量降低。

通過多年的研究,韓天富團隊提出了大豆光周期反應存在于出苗至成熟全過程,而不局限于某一特定的光照階段的觀點,對傳統的階段發育學說和光周期學說進行了補充。同時,他們還發現了大豆的開花逆轉現象,提出了“整株逆轉”的新概念,并結合嫁接系統和根系轉化系統,建立了大豆光周期反應機制研究的實驗材料體系。

“我們對大豆生長發育過程中的長日效應、光溫互作效應進行了較為深入的探索,創立了大豆光溫互作的新模式;克隆了多個大豆光周期反應的關鍵基因,提出了開花素編碼基因調控開花成熟期的‘蹺蹺板’模型,為通過生物技術手段改良大豆品種的光周期敏感性和針對不同地區創造開花期、成熟期合適的品種創造了條件。”韓天富介紹道。

最欣慰的是幫農戶增產增收

“全國農業科技推廣先進個人”“全國農業科技推廣標兵”“全國糧食生產突出貢獻農業科技人員”……細數韓天富獲得的榮譽,有不少和農業科技推廣相關。

“讀博期間,王金陵先生常跟我們講,中國的農學博士畢業時,必須達到兩個標準,一方面要能用流利的英語在國際講臺上與世界同行對話,同時還要能用通俗的語言教農民如何種地。”韓天富說。

老師的話,韓天富時刻銘記在心。和農民一塊下地,對他來說早已是家常便飯。大豆生長季節,他常在田間地頭度過。一次采訪中,令當時的隨行記者感到驚訝的是,連農戶家的狗都表現出和韓天富一行很熟稔的感覺,一見面就撲到他的懷里撒歡。

工作以來,韓天富主持或參與選育大豆新品種25個,發表論文200余篇,其中在《分子植物》(Molecular Plant)、《新植物學家》(New Phytologist)等SCI刊物發表論文60余篇。

事實上,和發表論文相比,讓韓天富更有成就感的是把論文真切地寫在祖國的大地上。他主持選育的大豆品種“中黃30”入選農業部主導品種,組織研發的“黃淮海夏大豆麥茬免耕覆秸精量播種技術”入選農業部主推技術。

2004年,韓天富被農業部任命為農業科技入戶示范工程專家組成員和大豆首席專家。在項目實施過程中,他帶領省、縣級專家和技術指導員常年奔波于田間地頭,緊密圍繞生產實踐中存在的突出問題,在黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古和河南5個省、區的14個示范縣開展主導品種、主推技術的示范推廣和分級培訓,對示范戶進行“面對面、手把手、一戶一策”的技術指導和服務,搭建起了“專家組—技術指導員—科技示范戶—輻射帶動農戶”的科技成果轉化應用快捷通道。

擔任國家大豆產業技術體系首席科學家以來,韓天富組織農機、農藝專家開展協作攻關,提出了“側向拋秸、分層施肥、精量播種、覆土鎮壓、封閉除草、秸稈覆蓋”這6項作業一次完成的大豆麥茬免耕覆秸精量播種技術,并成功研制出配套農機具,形成了農藝農機有機結合的夏大豆麥茬免耕覆秸栽培技術體系,同步解決了黃淮海地區大豆麥茬播種質量差、產量低,土壤有機質含量下降及秸稈焚燒污染環境等長期懸而未決的重大難題。

2013年以來,韓天富團隊和國家大豆產業技術體系多個綜合試驗站采用該項技術,以大豆新品種“中黃301”“鄭1307”等為材料,在河南、山東等地多次創造實收畝產超過300公斤的高產紀錄。

“對于出身農村的我來說,能切實解決農業生產實際中的一些問題、幫農民實現增產增收,是讓我感到最欣慰的。”韓天富說。

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責任編輯:何沛蓯
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