“80后”水稻專家王克劍出生并成長在江蘇農村,稻田是他兒時最深刻的記憶。學有所成后,他扎根稻田,面向農業生產重大需求、聚焦科技前沿,圍繞基因組編輯和無融合生殖固定雜種優勢開展攻關,實現雜交水稻無融合生殖“從0到1”的突破。
2009年,王克劍在中國科學院遺傳與發育生物學研究所完成了博士學業。在農業科研前輩的言傳身教、悉心指導下,他開展了水稻前沿基礎理論的系統研究,同時關注著水稻生產現狀及科研進展。
“我們的研究要‘頂天立地’,既要探究處于國際前沿的頂尖技術,也要立足國家和人民的需求,做出實實在在的成果。”王克劍說。
王克劍經常下基層,不斷向一線育種家、農技推廣人員、種糧大戶請教,努力尋找影響農業生產發展的實際問題。調研走訪中,他發現雜交水稻的培育雖然實現了水稻產量的大幅度提高,但雜交水稻種子后代會發生性狀分離,優良性狀無法“遺傳”。這就造成科研人員必須年年為雜交作物制種,農民也必須每年重新購買新的雜交種子,成本大大提高。此外,一旦遇到極端氣候、貿易爭端等不利因素,極易造成雜交種子價格飆漲甚至無法購買的局面,為糧食安全埋下嚴重隱患。因此,如何解決制種問題成了縈繞在王克劍心頭的一件大事。
其實,這一難題曾困擾了幾代的農業科學家。20世紀30年代,國際上曾首次提出利用無融合生殖固定雜種優勢,歐美等發達國家先后投入大量人力和財力,在這一戰略前沿領域展開激烈的競爭。我國從20世紀80年代也開始開展重點攻關,但一直未能取得突破。在無前人成功經驗可借鑒的情況下,王克劍決定迎難而上,把無融合生殖這一難題作為研究團隊的長期主攻方向,爭取啃下這塊“硬骨頭”。
“這像是摸著石頭過河,但只要突破,就能給農業生產帶來巨大的普惠價值?!贝_立研究目標后,王克劍帶領團隊開始攻堅克難。盡管前期在基因組編輯領域的成果為整個團隊打下了堅實的基礎,但各種挑戰還是接踵而來。經常是實驗室里的測試數據看似完美,但一到田間實驗就出現各種問題,一切只好再推倒重來。每當遇到難題,王克劍總說:“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題和困難,需要我們付出更多的時間和努力?!?/p>
作為團隊領頭羊,王克劍秉承著科研人一絲不茍的嚴謹作風,營造多學科融合取長補短的良好氛圍,制定完善科研創新機制,讓團隊成員都能充分迸發創新潛能。在他的帶領下,團隊創新成果層出不窮——建立了水稻多基因編輯系統,創建了多個變體基因組編輯系統,大幅度提高了水稻遺傳重組頻率。王克劍團隊成員劉慶告訴記者,在攻關的日子里,王克劍帶領大家“兩點一線”,在稻田和實驗室間兩頭交替進行試驗,累了就睡在研究所的宿舍里,全團隊都全身心地投入科學研究中。
在經歷多次失敗、反復總結之后,2019年1月,王克劍團隊發表了利用基因編輯技術建立無融合生殖體系、成功獲得雜交水稻克隆種子的研究成果,實現了雜交稻無融合生殖“從0到1”的關鍵突破,成為這一前沿領域的“領跑者”。這一成果為提升我國農業科技自主創新力和核心競爭力作出了重要貢獻,受到國際科學界和農業領域的廣泛關注。“雜交稻之父”、中國工程院院士袁隆平對這項成果給予了高度評價。
“一粒種子可以改變世界,一項技術能夠創造一個奇跡?!边@是王克劍工作的科研樓里寫著的一句標語,激勵著科研人員不斷探索知識的邊界。盡管已經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展,從有性生殖到無融合生殖還有很長的路要走,“未來希望把這項技術應用于更多的作物生產中,讓雜種優勢代代相傳”。