“泥腿”科學家和他的稻田哲學

浙江日報記者 林曉暉 實習生 龍思宇

一粒金黃的稻種，靜靜躺在王克劍的掌心。

他輕捏鑷子，小心剝開外殼，這粒雜交稻種很特別——它像“複製粘貼”一樣，完美保留了雜交水稻的所有優良基因。

雜交水稻高產，卻始終有個“硬傷”：優良性狀無法穩定遺傳。種下高產雜交稻，收穫的種子再播種，後代便“走了樣”。這意味着，育種家和種子企業需年復一年投入巨大成本用於制種，農民也不得不每年重新購買價格不菲的雜交稻種。

運用無融合生殖技術，王克劍團隊創新研發的“種子”有望改寫這一局面，在人類農業科技的漫長跋涉中刻下印記。

這位在田間地頭書寫創新史的，是位年輕科學家。四十出頭，已是中國水稻研究所的博導，水稻生物育種全國重點實驗室常務副主任，在全球農業科學前沿，如此年紀取得如此矚目成果者，亦是少有。

耀眼的科學光環圍繞，但王克劍身上最深的烙印，是泥土的氣息。

農業科學研究，離不開土地。本質上，他更是一位誠懇的勞作者。他相信，這片土地沒有捷徑可走，唯有忠實、長久的耕耘，才能等來自然的厚贈。

勇闖一條“無人小徑”

王克劍團隊的開創性研究，被國際同行評價爲“在解決雜交稻留種難題上邁出了關鍵一步”。

這一步，指的是農業科學家長期追逐的夢想——“雜交稻的無融合生殖”：讓雜交稻像克隆一樣，通過種子進行無性繁殖，永久鎖定其優勢基因。

長久以來，這更多隻是理論藍圖上的誘人果實。

上個世紀末，國際水稻研究所、國際玉米小麥改良中心等國際知名研究機構都爲此曾設立專門的攻關項目，這也一度成爲最熱門的研究領域之一。

然而，無融合生殖的發生機制極其複雜，全球研究屢屢碰壁。熱潮褪去，大批研究者離開，這裡漸漸成了“無人區”——冷清到連投稿論文都難找到同領域的審稿專家。近十年裡，整個水稻研究領域也沒有相關成果產出。

彼時，王克劍從中國科學院遺傳與發育生物學研究所初來中國水稻研究所。實驗室剛成立，沒有相關的研究基礎，經費也非常有限，但是他想試一試。

王克劍的想法很樸素，出生在蘇北農村的他，深知農作的艱辛、每一粒稻米的珍貴與不易。他想起，每次下鄉的時候，農戶們總是捧着種子問，“啥時候能像種老稻子一樣，自己留種？”

“能減輕農民負擔，能解決老百姓吃飯的問題，這事就值。”他認這個理。

決定踏上這條“無人小徑”前，王克劍諮詢了許多同行和前輩的意見。

得到的回答幾乎都是一樣的，“這條路走不通。”

有人說得更直白：“這個東西很有意義，但是前面的研究都失敗了，有沒有必要做下去？”他勸王克劍再想想，“畢竟，可能一輩子一無所獲。”

同一課題組的劉慶副研究員更能理解這條路的“艱險”，“因爲我們要在極爲龐大、複雜的生殖發育體系裡，找到調控的關鍵。”

水稻有近四萬個基因。可能是一個基因，也可能是多個基因組合發揮作用。沒有成功經驗可循，只能不斷去試，一步步縮小範圍。

甚至，這個範圍都不僅限於水稻，“在各種各樣的植物裡都可能出現類似功能的基因，尋找的面是很廣的，玉米、山柳菊、小立碗蘚……”劉慶數不過來。

看似完美的測試數據，一到田間實驗就狀況頻出。有次發現擬南芥裡某個基因管用，大家興奮極了，趕緊將同源基因轉到水稻裡試，結果——沒用！這樣的失敗不計其數，團隊成員們有時也難免情緒低落。

可王克劍呢？學生私下喊他“劍客王”，說他身上有股闖勁、有股劍客的俠氣。面對一屋子沮喪的臉，他樂呵呵地拍桌子：“同志們，實驗沒成功？好事啊！”

“結果跟咱想的一樣，說明路子對頭；要是不一樣，那更有價值——咱們又堵上一條岔路，離對的那條更近了！”他有一套自己的“失敗哲學”，樂天的勁頭成了團隊在迷霧裡堅持下去的底氣。

在潛心研究的第五年，2017年，王克劍團隊利用基因編輯技術，找到並敲除了秈粳雜交稻品種——“春優84”中4個內源基因，獲得了可以進行無融合生殖的水稻材料，初步建立起水稻無融合生殖體系。

這是雜交水稻無融合生殖“從0到1”的關鍵突破。

論文發表的第二天，“雜交水稻之父”、中國工程院院士袁隆平專門致電祝賀，他高度評價：“這項工作證明了雜交稻進行無融合生殖的可行性，是無融合生殖研究領域的重大突破。”

更令人意外的是，他提出，想見見這位年輕人。

袁隆平在1987年就提出通過無融合生殖固定雜種優勢的思路。海南試驗田邊，追尋同一夢想的兩代人並肩而立——

“很多人說這條路不可行，你看，還是可行的！”袁隆平說。

那條曾被宣告走不通的“無人小徑”，終於被這羣執着的探路人，一步一個腳印地，踩實了。

“老老實實”的學問

盛夏酷暑，稻田裡熱浪扭曲了空氣。但水稻開花於盛夏中午，是最佳的授粉時機，王克劍就會在這時鑽進田裡。草帽下，是一張曬得黝黑髮紅的臉，袖口和褲腿高高挽起，沾着新鮮的泥點，腳上一雙半舊的中筒靴深深陷在泥水裡。

“下田”對他來說，不是任務。貼近土地讓他安心，感到一種腳踏實地的快樂。

二十多年來，他堅持這個習慣，他會在不同的時間段去田裡，盯着植株定定地看，有時爲觀測稻花如何裂殼、吐出花葯；有時像尋寶般，在千百株稻子裡翻找一株突變的材料。

當年來到中國水稻所，王克劍在一衆青年研究員中被選中，事後他得知，老師們正是看中了“那個總待在田裡的小夥子”。

“看啥呢？”有人問。“看孩子呢！”他咧嘴一笑，指着高低錯落的稻株，蹲在田埂上給人介紹：“高的像大小夥，矮的像小娃娃；這株葉色青亮，那株稈子泛紫……”

土地，是孕育種子的溫牀，更是檢驗真理的試驗場。王克劍團隊的研究，前期在實驗室篩選基因，但更關鍵的驗證，必須交給腳下的泥土——把基因編輯過的稻苗插進大田，看它們能否在真實天地間結出“克隆”的種子。

這個環節，以年爲週期。王克劍解釋，一個新的品種需要重複多次生命週期的觀察，纔會有趨於穩定的性狀表現。一到兩年爲一輪，每次驗證，都要種下數萬株水稻小苗。

水稻育種研究工作極富智慧，但更需要的是執着和堅持。

這不是一種時間的競速。水稻研究最美妙和痛苦的事情，都是等待。

等待一株水稻長大，從一粒種子開始，抽出胚芽、長成幼苗，不斷拔節、抽穗、開花，直到結出果實，任何人都無法打擾自然莊嚴的節奏。

農業科學就是這樣一門“老老實實”的學問。

曾有學生提議，夏天太熱，能不能就把稻苗全部種在溫室內。“經過智能調控，這裡的光照、溫度能夠達到室外的標準，還不用來回跑。”

“一定要種在土地裡。”王克劍堅決反對，材料一定要經受真正的陽光和風雨，甚至還有意外的極端氣候的考驗，這是無論怎樣精密調控都難以實現的。

團隊成員胡風越告訴記者，無論多忙，王克劍仍一次不落地帶團隊參加所裡的插秧比賽。“他是公認的插秧高手。”學生們佩服他。

插秧是農業人的基本功，但要插得爐火純青，講究深淺合度、橫豎成線，需要經年累月、深入土地裡的行走。

泥水沒過小腿肚，王克劍躬身如弓，左手分秧快如點水，右手插苗穩準利落，轉眼身後便延伸出一排排筆直的綠線……

團隊成員劉朝雷回憶，他一進組便開始修煉“下田”的基本功。“我跟着王老師學了一些小技巧，比如，取樣的時候會在葉片上面寫編號，像人的身份證一樣，方便辨認。王老師希望團隊的每個人都建立起與土地的熟悉和親密度。”

王克劍很少照相，他珍藏的一張，是和學生們插秧比賽後的合影——照片里人人沾滿泥漿，笑容比陽光燦爛。

2017年秋，這片汗水澆灌的試驗田迎來歷史性一幕。

團隊成員發現，種下的實驗稻苗“好像結了果實”，意味着他們設計的基因編輯方案可能首次在水稻體內成功激活了無融合生殖的路徑。

得知後，王克劍和三個團隊成員飛奔趕來，“遠遠地看，我們還不敢相信。”

這株標註勝利的稻子結實率有點低，不湊近看難以發現。人們圍攏蹲下，輕輕撥開穗殼，金黃的種粒藏在其中，“有種子了！”王克劍的聲音因興奮而有些抖動。

這粒科學革命的種子，萌發於對土地最質樸的凝視。

“一粒種子可以改變世界”

“一粒種子可以改變一個世界，一項技術能夠創造一個奇蹟。”中國水稻研究所科研樓裡貼着一句標語，默默影響着一代又一代農業人。

2017年，團隊建立了首代Fix體系（無融合生殖體系），但結實率低的問題仍然沒有解決。而後更新的Fix2體系成功將結實率恢復至正常水平，但誘導率還很低，也就是克隆種子的比例不夠理想。Fix3體系引入了全新的OsWUS基因，將克隆種子的比例提升至21.7%，不同株系開始穩定產出克隆種子……

無融合生殖體系在持續迭代。更關鍵的是，團隊找到了一把神奇的“鑰匙”——在水稻花粉中高表達的 OsPLDα2基因。它的突變如同精巧的“開關”，破解了依賴於基因編輯材料的結實率難以提升的難題。

這一成果標誌着，人類首次在不依賴外源基因植入的前提下，僅通過編輯雜交水稻自身基因就實現了高結實性狀的穩定遺傳。

當這項技術走向田野，變革將是深刻的：農民自留種也能保持高產，預計雜交水稻種子成本可降90%以上。面對全球年規模超170億元的雜交稻種市場，這不僅是技術革命，更將重塑整個產業生態。

“從0到1”的突破已成歷史。王克劍在實驗室白板上寫下嶄新的“雙百”目標——結實率達到100%，克隆效率達到100%。

目標高遠，但王克劍始終鼓勵不設限的想象，他希望每一個學生像孩童般大膽發問。在他的組會上，各種天馬行空的問題被提出——“水稻有沒有可能與蘆葦做雜交？”“現在水稻只能種在有條件限制的土壤裡，能不能像蘆葦一樣長在鹽鹼地裡？”

“很多問題看似簡單，但正是要跳出那些‘習以爲常’，跳出‘應該是這樣’的邏輯，才能成爲創新的起點。”王克劍說。

追問科學的源頭，可以大膽想象，在產業應用的盡頭，農業面向國家重大需求，承載着國家糧食安全的千鈞重擔，則是要確保萬無一失。

雜交水稻每年增產約250萬噸，可以多養活8000萬的人口。這份“重量”讓他步履不停。

劉朝雷說，團隊常常走訪種糧大戶，瞭解實際情況和需求。接下來，團隊要對無融合生殖體系持續優化，讓基因完全“穩定”下來，同時，用水稻的內源基因替換外源基因的成分。“因爲它是食品，我們要確保每一粒米的安全。”

“萬里長征，現在只是第一步”。 坐落在杭州富陽的中國水稻研究所，門口是近百畝的農田，遠離市中心，安靜得只有偶爾的蟬鳴，王克劍很喜歡這裡，“這種氛圍讓人專注。”

夕陽將田野染成金紅，王克劍跨上那輛沾泥的小電動車，戴上草帽，身影漸漸融入暮色。

來源：浙江日報