作者:陈楚楚 马骁 来源:北京大学微信公号 发布时间:2023/4/17 15:19:33
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辞去耶鲁终身教职,他在北大实现儿时梦想

 

水稻与小麦

是我国最主要的粮食作物

昔日世界第一的人口大国

随着杂交水稻技术的推广

摆脱了饥饿的困扰

而“端稳饭碗”

始终是这位北大教授努力的长道

1978年,他考入北京大学

2014年,他辞去耶鲁终身教职回到北大

如今,他在山东潍坊田间驻足

在北大研究室里思考

他是北京大学现代农学院教授邓兴旺

也是水稻第三代杂交育种技术

和小麦第三代杂交育种技术的领头人

他的“田野梦”

我们一起去看看

根之所在:生于农村,学于北大

“我和同村的同龄人有着两种人生轨迹,就像是行驶在高速公路上遇到一个分叉:一个人留在农村,一个人拥抱了一个全新的世界。”

这个“分叉”,邓兴旺曾在之后多次提及:1978年,他考入了北京大学生物系植物生理生化专业。

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在北大上学时的邓兴旺

此前的邓兴旺,成长于湖南省湘西山村中的一户农民家庭。幼年时期,吃不饱似乎是永远弥漫在他头顶的大雾。那个时候,农业技术还不甚发达,干旱水涝都会紧紧攫住农民的关切,这像一套枷锁,捆绑着他,也捆绑住了无数和他一样的同龄人。

改变家乡,是他最初的梦想。

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高考为邓兴旺破开了一条缝,“梦想”的第一步实现了。

“刚上北大的时候我个头很小很瘦,不到1米5,大学后我长到了1米7。”一株“营养不足”的秧苗在全新的世界里全力汲取着养分。北大带来的机遇当然不止在个头上,更多的还是在认知上,本科四年过后,邓兴旺选择留在学校读研:

这三年非常宝贵,真正地让自己体会到怎样做科研,怎样选一个课题,怎么看文献,分析别人做了什么,自己应该做什么,才能够做到这个领域比较靠前沿的地方。整个过程确实是一个非常受益的过程。

“靠近前沿”成了邓兴旺最新的渴望。当时,伴随着国家支持留学的政策推出,许多国外专家在北大的讲学,对国外先进技术和科研条件的介绍,也在吸引着邓兴旺寻求深造的目光。“从科研条件来说,国内当时图书馆的资料都有限,实验室的仪器设备更是有限,中国学者在当时较落后的情况下,极尽所用,做了一些靠前沿的研究。”出国留学,承载的不只是一个人的希望。

怀揣着向老师借来的26美元,邓兴旺参加了申请留学所必需的英语考试。之后因囊中羞涩又几经波折,好在七年间,在北大的扎实学习与刻苦研究,为他赢取了入门券。在汤佩松院士的家中,他通过了最后一场考验:汤佩松院士是中国植物生理学研究和教育的先驱者和奠基人、国际知名的植物生理学家,一番长谈,邓兴旺的研究赢得了汤老的信任。

他只身前往大洋彼岸。

志之所至:科研之路,永无止境

他又回到了农村,“40年走了一圈,就像一个轮回”。但这次,邓兴旺有了新的希望。

1985年,邓兴旺远赴美国,前往加州伯克利大学攻读博士学位。仅仅两年后,他对叶绿体基因表达调控研究的新见解,就在《生化》《细胞》杂志发表,引起学术界强烈反响。而用他自己的话来说,这项关于叶绿体中的基因如何表达、如何被调控的研究,只不过是“发现了一些新的规律,和以前大家认为的不一样”。

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1989年,邓兴旺在加州大学美国农业部联合植物基因研究中心做博士后。1992年,他在COP1项目研究上取得重大突破,COP1也成为拟南芥所有被研究的基因中学术文献引用最多的基因。

之后,邓兴旺马不停蹄,一路向前。这一路的突出成就,使他先后获得了美国总统青年学者奖、世界植物分子生物学学会Kumho奖等重要奖项,2013年当选美国国家科学院院士。

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他自己,成为了“前沿”。

北大发来了邀请。邓兴旺辞去了耶鲁大学终身教授教职,全职回国筹建北京大学现代农学院。

和从前不一样的是,现在是在一个不同的角度回到农村,可以为农村做一点事。

2014年,邓兴旺回到北大,回到“改变一生命运的地方”。

这一年,邓兴旺52岁,他开始着手,改变更多人的命运。

情之所系:守望田野,亦农亦研

悠悠万事,吃饭为大。一大痛点是农业或种子问题,另一大痛点是关键技术及整合。

回国后,邓兴旺更加明确了自己的目标,就是“要做一件事情,直接就对农业生产有影响的科研”。选择研究方向时,邓兴旺及团队考虑了很多,但最后落地的就是两个方向:一个是新的杂交育种技术,一个是抗除草剂技术。

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邓兴旺回国后的第一站就是回北大,在北大开设农业学科,并建立现代农学院。之后,又马上在山东潍坊建立起北大现代农业研究院。“中国农业看山东,山东农业看潍坊。”对于农业研究来说,在城市与在乡村一线、农业一线定然存在差异,邓兴旺清楚地知道这一点,决定在北大本部主要以理论为主,而农业种植实践则放在潍坊。

但同时,邓兴旺在科研中也意识到,要真正解决田地里的问题,要对整个社会的农业、农民有影响,靠一个人是不行的。“种下梧桐树,引得凤凰来。”邓兴旺目前已经为研究院招引到34位世界一流的年轻科学家,带领34个课题组对现代农业领域世界最前沿的科研课题展开攻关,多个世界领先的科研结果呼之欲出。

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小麦第三代杂交育种技术,就是其中的代表之作。

早在回国前,邓兴旺就针对第一代与第二代杂交水稻研究的不足之处进行了攻克研究,于2008年向袁隆平院士进行了汇报,并启动相关课题。第一次研究,邓兴旺及其团队就取得了非常明确的结果,证明了其选择路线的可行性。这一技术的出现,改变了整个育种的过程,育种变得更加具有可控性,学生们可以像类似编程一样,进行精准控制和操作。对此,袁隆平院士给予了很高的评价,并亲自将其作为杂交水稻第三代育种技术。

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2017年9月,第三代杂交水稻育种技术通过“身份验证”,成为目前最为理想的杂种优势利用方式,用第三代杂交水稻育种技术培育出的双季晚稻,亩产已经超过1000公斤,水稻质量颇令人惊喜。

虽然有了水稻杂交育种技术研究的打底,但小麦第三代杂交育种技术还是让邓兴旺颇费心力:小麦的分子生物学研究难度比水稻大了至少一个数量级,却缺乏水稻研究那样的基础。

面对世界主粮的超然地位,邓兴旺及其团队选择了迎难而上。

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怎样把杂交育种成功在小麦中大规模应用,这是一个艰巨的世界性难题。邓兴旺率领团队,首先在实验室实现了技术层次的突破,用最新分子遗传理论,获得了有自主知识产权的材料和基因组杂交系统的保持性,其核心资源和材料、基因已申请国际保护。随着技术体系的基本成功,第三代杂交育种技术在小麦种植中的大规模推广成为了可能。

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在解决了育种问题后,邓兴旺又将目光投向了中国农业生产的另一个急需技术:抗除草剂技术。

在一批农业科学家多年研究和推动下,我国从2022年开始在全国大面积推广大豆、玉米带状复合种植模式。这项技术如果在全国推开,有希望让全国的大豆年产量提高一亿吨,彻底扭转中国大豆依赖进口的局面。

但这个新型种植模式始终存在一个“卡脖子”的难点,就是除草。大豆除草剂杀死玉米,玉米除草剂杀死大豆,所以以往,在大豆玉米复合种植田里,必须把大豆行与玉米行进行物理分离,用各自的除草剂分别除草。费时、费力、费成本,严重打击了农民的种植积极性。邓兴旺团队提供了一项解决方案,培育抗大豆除草剂的玉米种子,并积极投入研究。最终,邓兴旺带领团队培育出了我国第一种非转基因抗除草剂玉米,解决了这个难题,实现了“玉米亩产不减,大豆亩产‘白得’”,大大提高了农户对大豆玉米带状复合种植模式的接受程度,为国家装满了“油桶子”。

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我的初心,听起来可能有点儿俗,就是让农民少辛苦多赚钱。

常年行走在田间地头,给了邓兴旺大地一般朴实的色彩。他黝黑的、深沉的皮肤,正像他对中国农业、农民、农村的那样一种极其深厚而又极其朴素的感情。“一个田野的守望者”,这是对他最深情的评价,但这位“农民一般的学者”守望着的,不只是田野,更是一片片田野滋养着的国家和民族。

人物简介

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邓兴旺,1962年生,湖南湘西人。1982年和1985年在北京大学生物学系分别获得学士和硕士学位,1989年在美国加州伯克利大学获得博士学位,1989年至1991年在美国加州大学和美国农业部联合实验室做博士后研究,1992年开始在美国耶鲁大学建立实验室,1998年被耶鲁大学提前聘为终身正教授,成为20世纪80年代后美国常青藤大学植物生物学界第一位获此殊荣的来自祖国大陆的华人科学家。

2014年全职入职北京大学。现任北京大学现代农学院学术委员会主任、北京大学讲席教授、北京大学-耶鲁大学植物分子遗传及农业生物技术联合中心主任、国家作物分子设计工程技术研究中心首席科学家,北京生命科学研究所共同所长。因其在植物生物学研究上的杰出贡献,邓兴旺于1995年荣获克林顿总统颁发的“美国总统青年学者奖”,2003年获世界植物分子生物学学会(ISPMB)最重要奖项“The Kumho Science International Award”,2013年被遴选为美国科学院院士,2015年获得《自然》杂志杰出导师奖。

 
 
 
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