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张启发研究有助于减少化肥农药用量 降低环境污染 “绿色超级稻”推广面积达9000万亩

发布时间:2018-09-09 10:21:40来源:长江日报

2017年10月24日,张启发院士与外国专家在湖北荆州再生稻示范田里 图片来源华中农业大学网站

继袁隆平在杂交水稻领域的突破性工作后,中科院院士、华中农业大学教授张启发创造性地构建了水稻“永久F2群体”,阐释了杂种优势的遗传学基础,并首次发现了控制水稻穗粒大小的基因。他的研究成果显著地降低了杂交育种的随机性,极大地拓展了杂种优势在水稻育种中的应用。这是他此次获得未来科学大奖“生命科学奖”的主要原因。

据悉,杂种优势的利用是提高作物产量的主要途径之一,但一个多世纪来,杂种优势的遗传基础一直是一个世界性的难题,在国际生物学界备受关注。张启发院士的研究结论有助于结束国际上长达一个世纪的关于杂种优势遗传基础的争论。

除了这一成就之外,张启发院士广泛为人们所知的另一成就是,提出了“绿色超级稻”的构想和目标,为水稻遗传改良指出了新的方向。

今年7月,张启发院士在与华中农业大学植物科学技术学院教师作交流时谈到,他认为我国作物生产面临的主要问题,首先是病虫危害与农药滥用的问题。

有报道指出,我国主要农作物中,水稻受病虫害的危害面积最大。2005年湖北省农业厅植保总站做了一次大型对比实验,发现在不打农药的情形下,粮食收成仅有20%。而过去35年内,我国水稻、小麦、玉米的产量与农药化肥用量都显著地增加,农药化肥导致的环境污染问题,推动了我国第二次绿色革命。

在这样的背景下,经过数年的实践与酝酿,在张启发院士等人的推动下,绿色超级稻的概念应运而生,经过开展“863 计划绿色超级稻(GSR)项目”,联合全国六大生态稻区和全国27家科研单位,通过水稻功能基因组学、全基因组选择育种技术等,力求培育出少施化肥、少打农药、节水抗旱、优质高产的“绿色超级稻”。截至2017年,培育出了具备多个绿色性状的水稻新品种65个,新品种在广东、安徽、湖南、湖北等地累计推广面积达9000万亩。

张启发院士说,他理解的“粮食安全”就是:满足人民不断增长的粮食总需求与粮食生产的资源与环境的可持续。这也是张启发院士从事研究的根本动力。

他还说,新时代人类对食品的需求,除了能量、营养和美味,更注重食品安全问题。绿水青山就是金山银山,稻米之路尤其如此。

名词解释>>>

未来科学大奖

成立于2016年,作为中国第一个民间发起的科学奖项,有“中国民间诺奖”之称。单项奖金为100万美元,每年一届。评审体系主要参考诺贝尔奖等国际著名奖项,以定向邀约方式提名,并由优秀科学家组成科学委员会专业评审,秉持公正、公平、公信的原则,保持评奖的独立性。

未来科学大奖强调奖励在大中华地区完成,产生巨大国际影响,具有原创性、长期重要性或经过了时间考验的科研工作,不论其国籍、性别和年龄,旨在推动突破性基础科学研究,表彰优秀科学家,吸引全球科技人才,促进科学事业发展。

长江日报记者黄琪 通讯员陈琳琳

解读>>>

第三届未来科学大奖创两个“首次”

首次多人分享单个奖项

相比起前两届,未来科学大奖首次出现了单个奖项由多人分享的情况,也首次出现了来自中国台湾的获奖者。

大奖科学委员会主席、北京国际数学研究中心主任田刚表示,未来科学大奖章程规定每个奖可颁发给不超过5个获奖人。在初步筛选时,委员会就考虑到了多人得奖的可能性。具体的奖金分配利弊,根据各自的贡献大小,参考同行专家的推荐决定。

斯坦福大学文理学院讲席教授骆利群就“生命科学奖”的情况说明道,李家洋、袁隆平、张启发三位科学家在不同的年代,从不同的角度,有一个共同的目标,就是把水稻的产量和质量提高。同时,他们的工作也比较互补,因此,每人获得100万美元单项奖金的1/3。

美国Scripps研究所化学系教授余金权接着以“物质科学奖”三位获奖者的情况说明了奖金的分配比例问题。上海有机化学所的马大为获得了百万美元中的一半,而四川大学的冯小明和南开大学的周其林平分另外一半。

余金权说道:“马大为发现了一个从根本上改变制药界的关键步骤,叫碳氮键的形成。我觉得这可能是目前世界上应用得最多的一个反应。”另外两位获奖者同样取得了优秀的原创性成果,但应用还没有到这个程度。这可能也与马大为的成果取得较早有关。

台湾科学家首次获奖

本届未来科学大奖出现了首位来自中国台湾的获奖者。林本坚开拓了浸润式微影系统方法,持续扩展纳米级集成电路制造,将摩尔定律延伸多代。

所谓摩尔定律,由英特尔的创始人之一戈登·摩尔提出。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目,约每隔18-24个月便会增加一倍。从笨重的大型电脑到掌上轻巧的智能手机,摩尔定律的魔力无所不在。

大奖科学委员会今年的新增委员、台湾新竹大学校长张懋中同样从事电子学和半导体方面的研究。他说道,林本坚发展的是芯片制造中一种名为“光刻”(台湾称为“微影”)的工艺。在光照作用下,人们利用刻蚀的方法,将掩膜版上的图形进一步缩小转移到基片上。

“微影技术突然遭到一个没法向前行的困难,这时候林本坚博士就想到,把水引入光刻机里做光刻。这种工艺连续带领半导体进化了几个世代!每个世代意味着集成电路大小缩为四分之一,而能力变强一倍。”张懋中解释道。

在林本坚提出用水浸润,代替原本间隙中的空气的时候,全世界都继续坚持干式工艺。“等于是他一个人站在一艘航空母舰前叫停。他凭什么叫停?就是在很坚实的物理学基础上、光学基础上,加以透彻的解释,光刻在怎样的规律下才能继续前进。这就是他得奖的原因。” 据科技日报