【中國科學(xué)報(bào)】國科大錄取通知書為什么用大豆？
國科大錄取通知書里鑲嵌了北斗七星造型的7顆金色豆子。國科大供圖
“呀!北斗七星。咦，居然是7顆豆子?！?/p>
7月8日，北京師范大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)孫奕飛同學(xué)在家中從中國科學(xué)院大學(xué)(以下簡稱國科大)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院副院長郭田德手中接過自己的高考錄取通知書，他的錄取專業(yè)是電氣工程及其自動化。這也是國科大發(fā)出的第一封2023年本科生錄取通知書。當(dāng)孫奕飛打開紅色通知書扉頁，看到北斗七星造型的7顆金色豆子時(shí)，發(fā)出上述驚嘆。
國科大本科錄取通知書全套內(nèi)容。丁典攝
孫奕飛（右三）在家中從國科大數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院副院長郭田德（右二）手中接過自己的高考錄取通知書。丁典攝
這是七顆產(chǎn)自吉林西部鹽堿地的大豆，它們名叫“東生118”，是由中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所(以下簡稱東北地理所)的師生們用7年時(shí)間精選培育的耐鹽堿新品種，是中國科學(xué)院“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)的重要成果之一。
“希望你在收到錄取通知書的時(shí)候，已在心中埋下一粒科學(xué)的種子，把‘科技創(chuàng)新’作為永恒的理想追求，把‘服務(wù)國家、造福人民’作為一生的前行方向?！敝袊茖W(xué)院副院長、黨組成員，國科大黨委書記、校長周琪院士在致2023級本科新生的信中如是說。
7月5日，《中國科學(xué)報(bào)》記者來到東北，不僅在鹽堿地里見到了“東生118”大豆，還見到了孕育該品種的東北地理所研究員、國科大博士生導(dǎo)師馮獻(xiàn)忠及其團(tuán)隊(duì)，請他們來講述關(guān)于國科大本科生錄取通知書里七顆大豆背后的科研故事。
在鹽堿地里播種希望
馮獻(xiàn)忠（右二）在長春試驗(yàn)站指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)工作。沈春蕾攝
“鹽堿鹵水硝，誰種誰遭殃?！痹诩质∥鞑康霓r(nóng)村流傳著這樣一句民間俗語。
只因這里有近400萬公頃的鹽堿地，廣袤的土地泛著白花、寸草難生，更別說種莊稼了。
2014年以來，東北地理所研究員馮獻(xiàn)忠?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)多次來到吉林西部鹽堿地進(jìn)行實(shí)地考察。看著大片的鹽堿地，馮獻(xiàn)忠暗自尋思：“如果在鹽堿地里種大豆，不僅可以讓鹽堿地變良田，給農(nóng)戶帶來豐收的希望，還可以解決國家大豆緊缺的燃眉之急?！?/p>
為什么要在鹽堿地里種植大豆?“大豆的祖先——野生大豆是可以在鹽堿地里生長并存活的，如今生產(chǎn)上使用的大豆品種也是野生大豆經(jīng)過人工選育而成的?！瘪T獻(xiàn)忠告訴《中國科學(xué)報(bào)》，“我國大豆資源豐富，在眾多的大豆品種中肯定留存有大豆祖先抗鹽堿的能力。”
從那以后，馮獻(xiàn)忠團(tuán)隊(duì)開始關(guān)注耐鹽堿大豆品種選育攻關(guān)工作。為培育出耐鹽堿的大豆新品種，團(tuán)隊(duì)將2000多份大豆資源種在中重度鹽堿土壤中，最初能活下來的只有十幾份。
這可怎么辦?馮獻(xiàn)忠并沒有泄氣，反而非常知足地將這些活下來的大豆視為珍寶?！拔覀円赃@些品種作為耐鹽堿種質(zhì)，經(jīng)過配置組合、雜交、后代篩選鑒定，就可以培育耐鹽堿大豆品種?！彼f。
近10年來，馮獻(xiàn)忠?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后建成40萬個(gè)株系的大豆突變體種質(zhì)資源庫和大豆多基因聚合技術(shù)平臺，并建立了以育種方案全基因組選擇設(shè)計(jì)、育種后代基因芯片選擇和加速育種的大豆分子設(shè)計(jì)育種平臺。
利用上述研究平臺，馮獻(xiàn)忠團(tuán)隊(duì)對存活下來的十幾份大豆資源進(jìn)行基因測序分析，最終找到了大豆種耐鹽堿的強(qiáng)效基因。2021年，團(tuán)隊(duì)選育的首個(gè)耐鹽堿大豆品種“東生118”通過審定。
“做點(diǎn)對國家有用的事情”
“搞科研還是要做點(diǎn)對國家有用的事情。中國是大豆的發(fā)源地，現(xiàn)在我們國家的大豆生產(chǎn)出現(xiàn)危機(jī)，你所學(xué)的知識應(yīng)該能夠用到這方面?！敝袊茖W(xué)院院士許智宏的話一直縈繞在馮獻(xiàn)忠的耳邊。
2007年，馮獻(xiàn)忠在英國詹姆斯？因內(nèi)斯科學(xué)研究中心從事早期植物系統(tǒng)生物學(xué)研究工作，許智宏的一番勸導(dǎo)堅(jiān)定了他回國的信念，為祖國的農(nóng)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力。同年，馮獻(xiàn)忠加入山東師范大學(xué)，開展利用計(jì)算機(jī)建模研究植物生長發(fā)育基本規(guī)律和利用系統(tǒng)生物學(xué)手段進(jìn)行大豆分子設(shè)計(jì)育種。
隨著研究的深入，馮獻(xiàn)忠逐漸將大豆分子設(shè)計(jì)育種研究作為自己的主攻方向。2012年，他受邀來到中國大豆的主產(chǎn)區(qū)——東北，加入中國科學(xué)院大豆分子設(shè)計(jì)育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
“傳統(tǒng)育種比照顧孩子還費(fèi)功夫，特別是遴選品種的過程必須要純手工處理?！痹谥袊茖W(xué)院“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)長春示范區(qū)的大豆品種選育及篩選基地，東北地理所高級工程師冷建田指著一株豆苗告訴記者，“人工雜交育種靠眼睛和經(jīng)驗(yàn)來判斷，一株一株手工篩選，一人一天從早干到晚只能雜交幾十株?！?/p>
冷建田介紹豆苗雜交情況。沈春蕾攝
如今，在東北地理所種質(zhì)樓的實(shí)驗(yàn)室里，馮獻(xiàn)忠團(tuán)隊(duì)正在搭建一座表型組平臺?！袄脗鹘y(tǒng)雜交育種來培育新品種，整個(gè)周期需要經(jīng)歷10代，在室外自然條件下生長需要10年。利用分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)和表型組設(shè)備平臺，按照大豆生長不到3個(gè)月的成熟周期，1年能生長5代，高效縮短了大豆新品種的選育過程?！?/p>
“分子設(shè)計(jì)育種的前提是明確基因的功能，找出大豆基因之間最好的組合方式?！瘪T獻(xiàn)忠告訴《中國科學(xué)報(bào)》，“表型組平臺不僅可以讓我們抓取到各種大豆基因，比如高油、高產(chǎn)、高蛋白等，還可以根據(jù)不同基因匹配來設(shè)計(jì)，更高效地實(shí)現(xiàn)大豆品種的更新?lián)Q代。
馮獻(xiàn)忠介紹正在搭建的表型組平臺。沈春蕾攝
“與玉米畝產(chǎn)1000公斤相比，我國大豆的平均畝產(chǎn)僅有130公斤左右?！瘪T獻(xiàn)忠希望通過改良大豆高產(chǎn)基因和株型結(jié)構(gòu)來增加大豆產(chǎn)量。
2022年10月，吉林省松原市前郭縣查干花鎮(zhèn)八家子村的鹽堿地迎來了大豆的豐收。專家現(xiàn)場對225畝鹽堿地大豆實(shí)打?qū)嵤盏臏y產(chǎn)結(jié)果顯示，“東生118”在未改良的中重度鹽堿地示范畝產(chǎn)150.4公斤，高于全國大豆130公斤左右的平均畝產(chǎn)。
科教融合共育“金豆子”
“東生”系列大豆誕生于20世紀(jì)90年代，在一代一代育種人的努力下，已經(jīng)發(fā)展成為國產(chǎn)大豆中的佼佼者。
《中國科學(xué)報(bào)》從東北地理所獲悉，該所先后培育“東生”系列大豆新品種31個(gè)，目前的種植面積約為1600萬畝/年，約占東北地區(qū)大豆種植總面積的1/6.累計(jì)推廣5000萬畝，增產(chǎn)20億斤，增收40億元。
“‘東生118’是在高油、高產(chǎn)全基因組選擇模型基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的蘇打鹽堿地耐鹽堿大豆培育方案，未來我們還將采用人工智能育種平臺培育更多大豆新品種。”馮獻(xiàn)忠告訴記者，“很高興‘東生118’大豆新品種以北斗七星的造型出現(xiàn)在國科大本科生的錄取通知書里?！?/p>
愛迪生曾說過，驚奇就是科學(xué)的種子?！般@研科學(xué)，既要仰望星空，探索未知，又要腳踏實(shí)地，直面困難。”馮獻(xiàn)忠希望這7顆大豆在給國科大本科生帶來驚奇的同時(shí)，萌發(fā)他們心中探索科研的種子，在北斗七星的指引下，長出希望之葉、綻放青春之花、收獲成功之果。
“本科生就是我們學(xué)校的‘金豆子’?！眹拼蟾毙ｉL楊國強(qiáng)在接受《中國科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)介紹了錄取通知書的構(gòu)思，“學(xué)校每年只招收400名左右本科生，今年是本科生招生的第10個(gè)年頭，由‘東生118’大豆組成的北斗七星寓意國科大可以為本科生提供最好的科研土壤，幫助他們種下屬于自己的科學(xué)種子，為其指引前行的方向?！?/p>
本科生錄取通知書構(gòu)思。國科大供圖
在今年的畢業(yè)典禮上，作為國科大培養(yǎng)單位的100多家中國科學(xué)院下屬研究院所的旗幟列隊(duì)入場，以這種特殊方式詮釋了國科大“科教融合”的辦學(xué)模式。
楊國強(qiáng)介紹，即將加入國科大的2023級本科新生也將依照慣例，跟隨一位學(xué)業(yè)導(dǎo)師進(jìn)行學(xué)習(xí)，在導(dǎo)師帶領(lǐng)下進(jìn)入其實(shí)驗(yàn)室，與實(shí)驗(yàn)室的研究員、副研究員以及博士生、碩士生一起進(jìn)行科研實(shí)踐，為將來可能從事的科研工作夯實(shí)基礎(chǔ)。
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