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第八届侨界贡献奖人物风采录 傅向东:科研报国 吾志所向
时间:2021-04-21 17:15 来源:中国侨联 作者:责编:蔡雨荷、刘婷婷

《荀子·修身》中曰“笃志而体,君子也。”生逢伟大时代,以坚定的意志和信念,执着专注、竭力奋斗,这已成为科学家傅向东的一种态度、一种习惯和一种责任。他说:“梦想肯定是要有的,只要你认准了,就不要放弃。”

怀揣“粮食梦” 学成毅然回国

中国老话说得好,“手中有粮,心中不慌。”粮食是人类生存之本,粮食安全是一个国家稳定发展的前提。我国很早就提出了“立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑”的粮食安全战略。如今,新冠肺炎疫情的全球蔓延对各国粮食安全产生了重大冲击,让人们更加深刻地认识到粮食安全的重要性。

自上世纪六十年代以来,以半矮秆小麦和水稻新品种培育为标志的“绿色革命”带来了全球粮食产量的大幅增长,解决了全世界范围内人口快速增长而引发的粮食危机。40多年后,植物分子生物学和基因组学的发展揭开了“绿色革命”的本质归于植物激素——赤霉素(gibberellins,GAs)的生物学效应。

2001年,傅向东加入了英国John Innes Centre的英国皇家学会会员Nicholas Harberd教授的实验室从事博士后研究,从此与赤霉素、“绿色革命”结缘。在短短四年时间里,傅向东先后在国际知名杂志Nature和Plant Cell上连续发表4篇第一作者论文,这些被誉为突破性研究成果和“里程碑”性质的论文确立了他在赤霉素等植物激素研究领域的国际知名度。

2005年,傅向东学成回国,任中科院遗传发育所研究员,并获得国家自然科学基金委“杰出青年基金”的资助。在国内植物分子遗传学基础研究刚刚起步、遗传发育所科研条件并不乐观的情况下,他敏锐地感觉到农业科学研究大有希望,于是迅速地、满怀热情地组建了自己的研究团队,启动了研发工作。

中国是农业大国,也是人口大国。面向新时期国家粮食安全和农业可持续发展的重大战略需求,傅向东将研究方向投向重要粮食作物——水稻,并将研究方向确定为水稻产量性状形成的分子机制。对于傅向东来说,这是新的起点,也是新的机遇。本着勤于实践、勇于创新的科学精神,傅向东开始了长达十余年的执着追求和探索。

2009年,傅向东团队通过与钱前院士合作,从中国超级稻中克隆了高产关键基因DEP1,首次揭示了植物G蛋白信号途径调控水稻茎尖分生组织活性和产量的新机制;继而发现,DEP1基因具有提高氮肥利用效率的新功能,揭示了G蛋白信号途径参与调控植物氮信号感知与响应的新机制;后来又发现,DEP1可与转录因子MADS1蛋白互作,共同调控下游靶基因表达,将优异等位基因dep1-1和OsMADS1lgy3导入现有高产品种可实现水稻高产、高效和优质性状的协同提升。这些系统性研究成果有两项发表在Nature Genetics杂志上、一项发表在Nature Communications杂志上,同时得到了Nature China、Trends in Plant Science等杂志、多家媒体和国际同行的广泛关注和高度评价。

2018年,傅向东克隆了氮高效基因GRF4。应用优异等位基因GRF4ngr2,不仅提高水稻和小麦的氮肥利用效率,同时还可保持其优良的半矮化和高产特性,使水稻在适当少施氮肥的条件下获得了更高的产量。这项研究从分子水平上阐明了“绿色革命”矮化育种伴随氮肥利用效率低下的原因,并提出了明确的解决方案,这预示着一场新的“绿色革命”即将到来。研究成果以封面论文形式发表在Nature杂志上,并入选“2018年度中国科学十大进展”。

此外,傅向东还发现了控制水稻粒宽和产量的正调控因子GW8、控制水稻稻米品质的关键基因GW7以及控制水稻理想株型基因NPT1,相关研究被先后发表在2012和2015年的Nature Genetics以及2017年的Cell Research杂志上。这些研究成果得到了Nature、Nature Plant等杂志、多家媒体以及日本著名水稻专家Matsuoka教授、牛津大学Nicholas Harberd 教授和康奈尔大学Susan McCouch教授等国际同行的广泛关注和高度评价,产生了重要国际影响。

比肩国际 不忘初心

“在水稻功能基因组学基础研究方面,中国已经走在国际前列了,在国际上的影响力也越来越大,但我们不应满足于现状。除水稻外,其它作物如玉米、小麦、大豆等的相关研究还亟待深入。在这种情况下,广泛开展国内国际交流与合作显得十分重要,只有在别人基础上以人之长补己之短,才能实现弯道超车,才会少走弯路。”傅向东很自豪也很谦逊谨慎地说。他还表示,上世纪60年代的“绿色革命”促进了具有地域特点的农业发展,解决了发展中国家的粮食危机问题。

作为一名博士生导师,傅向东在潜心科研的同时毫不放松对研究生的教育。他在科研和教学中身先士卒、勤奋踏实,先后培养了20余名研究生和18名博士后,以严谨、端正的工作作风和对科研的热情激励着学生投身科研、享受科研,同时鼓励学生积极创新,尊重科学事实,树立科研为国为民服务的思想。

未来50年,在全球化背景下的中国农业可持续发展和粮食安全仍然面临巨大挑战,分子设计育种对于守住粮食安全线将大有可为。“实现这个愿景要做的还有很多,这就要求我们倍加努力才行。”

  (责任编辑:弈基)