中科院院士李家洋（右）与中国农科院深圳基因组所所长钱前在进行田间实验时合影。图片由受访者提供
这款新水稻打通了南北派
深圳科学家领衔参与的水稻育种技术研究历时16年结硕果，登上《自然》杂志
利用基因技术设计育种，产生融合南北水稻优势的新品种，最快2019年上市
深圳新闻网讯 一项历时16年的科研“深耕”终结硕果。3月20日，由深圳科学家团队领衔参与的“高产优质水稻分子设计育种”研究成果在世界著名期刊《自然-植物（Nature Plants）》上发表，这是我国育种技术研究首登世界著名学术期刊。
据悉，这项研究由中国农科院深圳基因组所、中国农科院水稻所和中国科学院遗传与发育生物学研究所合作完成。该成果的最大特点是利用基因技术对水稻进行分子标记设计育种，从而产生融合南方籼稻“高产”与北方粳稻“高质”的新品种。
水稻也分南派和北派
中国地域辽阔，环境多样，人文各异，不仅各路武功有南北派之分，连中国人最主要的粮食作物——水稻也有南北之分。中国农科院深圳基因组所所长钱前告诉记者，水稻目前是中国60%以上人口的主粮，已在中国土地上种植了上万年。由于经年累月南北环境和气温的差异，导致出现了南方以籼稻为主，北方以粳稻为主的区别。
从外观上来看，籼稻米粒长而细；粳稻短而粗，人们常说的“东北米”就属于粳稻。但两者最大的区别是在口感与产量上，粳稻软糯，香气大，但产量低。“一般来说，籼稻产量是粳稻的1.5倍。”钱前说。
为了提升稻米的产量和抗病虫害能力，过去人们一直通过杂交技术来改良水稻品种，依靠肉眼来识别筛选，过程漫长。而在上世纪90年代，科研人员发现通过基因组测序，能够找出不同的共显性分子标记不同品种水稻的特征。钱前是国内最早将基因组标记引入水稻育种研究的科学家之一。
1997年，中国科学院院士李家洋与钱前合作开展水稻基因克隆和功能分析研究时，就提出要从籼粳稻品质差异入手，寻找决定品质好坏的差异基因和调控基因，进而形成品质相关的分子标记，并结合产量性状的标记进行辅助选择育种，提高育种效率。
这项研究从实验室理论到田间实验用了5年时间。2002年，科研团队正式在田间启动分子标记育种研究。
水稻分子标记设计育种科研团队合影。受访者供图
16年奔走于田间与实验室
“21世纪初基因组测序研究成本是现在的百倍。”钱前说，当时基因检测仪器几乎是“人停机不停”地连轴转。16年间，科研团队利用基因检测手段检测过数万株水稻，来寻找控制不同品质的分子标记。
与一般印象中在实验室里埋头做实验的科学家不同，钱前这样的农业科学家更多时间在田间地头挥洒汗水。研究启动的头3年，汗水并没有换来理想的成果。2005年，李家洋与钱前重新调整思路，成功选配出两个通过国家审定的杂交组合——广两优7203和广两优7217。这两个组合已具备了“籼稻的株型，粳稻的品质”，分子标记育种取得了初步成绩。
分子标记育种方法是否可靠？李家洋与钱前再次进行实验，这次要改良的对象是上世纪八九十年代我国南方最主要的水稻品种——特青。“特青产量高、适应性广，但唯一的硬伤是米质太差。”钱前告诉记者，随着人们生活水平不断提高，对大米口感的要求也越来越高。
2010年，曾大力与田志喜两位博士带领科研团队继续这项艰难的改良研究。经过6年的杂交、回交和聚合选择，终于培养出了既保持“特青”高产特性，又在外观、品质和口感风味上有着进一步提升的杂交稻米新品种，其中聚合了28种决定性基因。
中国农作物育种进入新时代
3月20日，刚刚度过55岁生日的钱前在办公室接受记者采访时表示，“这个研究成果再次证明了分子标记育种是可行、可靠的。”这篇凝聚了科研团队16年心血的论文在当日于《自然-植物（Nature Plants）》上刊登。这项研究得到国家自然科学基金委、科技部和中国科学院先导项目资助，代表着中国农作物已从传统育种向高效、精准、定向的分子设计育种转变。
水稻基因多达4万个，每次杂交就是4万个基因与4万个基因重新产生排列组合。而这样的杂交和回交还要反复进行，过程的繁复可想而知。
16年的青春与汗水，钱前说，这项研究如果放在现在来做，可能只需要3年左右的时间。科学不断进步，特别是近年来，基因检测技术的不断提升，极大地提高了科学研究的效率。“这也是为什么中国农科院要选择在深圳建立基因组所的原因。”
从2014年1月创办至今，该所已在世界著名期刊发表论文11篇。而钱前透露，今年该所将会有多篇论文在世界著名期刊上发表。
至于市民何时才能在市场上购买到这种新型稻米？钱前透露，预计最快将在2019年上市，售价可能会比一般的籼米贵10%。（记者 张妍 通讯员李明轩）