
四川在线记者 裴玉松
7月8日上午,国家科学技术奖励大会在北京举行,2025年度国家科学技术奖评选结果揭晓。四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室主任陈学伟教授主持完成的项目“水稻抗病高产协同调控的分子机理”荣获国家自然科学奖二等奖。

“水稻抗病高产协同调控的分子机理”项目组成员合影,从左至右分别为贺闽、王静、陈学伟、钦鹏、李伟滔。
“今天能坐在人民大会堂现场领奖,内心特别开心,这意味着我们团队10多年攻关的成果得到了国家层面认可,希望我们的项目成果惠及更多老百姓。”在京领完奖的陈学伟向记者分享了获奖喜悦。
水稻是中国人最主要的口粮,稻瘟病则被称为水稻的“致命癌症”。种植抗病又高产的水稻品种,是防控病害、保障粮食安全的关键。长期以来,水稻“抗病时不高产、高产时不抗病”,就像一个难解的魔咒。通过多年攻关,陈学伟团队取得了四大原创性突破:创建了高效发掘抗病高产基因的新方案,绘制了国际上首个水稻图形基因组,发掘到大量“隐藏”的具有重要育种价值的遗传变异;发现广谱抗病基因Bsr-d1,揭示其通过可逆调控过氧化氢积累实现“抗病不牺牲生长”的新机制;发现理想株型基因IPA1通过磷酸化修饰实现抗病与高产协同提升的新机理;发现稻瘟菌侵染钉形成的新机制并开发出绿色高效农药先导化合物。
这些重要发现,为育种提供了科学而明确的“路线图”,让水稻抗病性和高产性可以兼得。
但科研过程并非一帆风顺。早年,陈学伟注意到一种名为“地谷”的水稻材料,它对稻瘟病有很强的抗性。他想把“地谷”里的抗病基因提取出来,转移到产量高、米质好的品种中去。但每次杂交实验,抗病基因不一定能成功“搬过去”,反而可能带上一些不良基因。
要从海量后代中精准筛选出想要的植株,好比大海捞针。
因此,每一次实验,团队都要在数万株水稻后代中反复挑选。他们把水稻种在稻瘟病高发的“病窝子”田里,只有那些没有发病的植株才有资格留下来。这些“幸存者”有的继续自交繁殖,有的再与其他材料杂交,然后再次筛选抗病且长势好的个体,一轮又一轮地培育。
“在前期积累的基础上,我们用了整整6年,才成功克隆出‘地谷’中的Bsr-d1基因。”陈学伟说。有了Bsr-d1,后续育种就能用DNA检测快速判断新品种是否携带抗病基因,大大缩短了育种周期,也减少了工作量。
在此基础上,团队还构建了水稻图形基因组,揭示了抗病与生长平衡的新机制,首次解析了病原菌致病的分子机理。相关科研成果发表在《CELL》《SCIENCE》等国际期刊上,为水稻抗病、高产、优质育种提供了重要理论支撑。
科研的最终目的,是服务田间生产。过去10多年,基于前期科研成果,陈学伟团队合作培育出了超级稻“川康优6308”等抗病高产水稻新品种35个(国审12个),这些品种在全国累计推广面积达1323万亩,生产表现良好。
这些成果从实验室走向田野,变成了农民实实在在的收成,也被端上了千家万户的餐桌。
陈学伟透露,目前他们已初步筛选出同时控制抗病、高产、优质的主效基因。接下来,团队还将瞄准营养健康、绿色生产、耐重金属等重要性状,并把这些优良特性高效集成,加快培育突破性水稻新品种。“单个性状选育相对容易,但要多个优良性状集成,难度很大。”陈学伟说,团队将借助人工智能、大数据等前沿技术,加速智慧育种,让一粒良种承载更优的抗性、更高的产量、更好的品质,最终化作万家餐桌上的安心与丰足。
(四川农业大学供图)