中国科学院院士李家洋：用一粒种子改变世界
中国科学院院士李家洋：用一粒种子改变世界
“我们要利用各种科学技术，把重要的农艺性状聚合起来，培育出新的超级品种。从而保障我们吃得饱、吃得好、吃得安全、吃得健康。”这是中国科学院院士李家洋曾经说过的话。
12月3日，2024年度何梁何利基金颁奖大会在北京举行。这项被称为中国科技界的“诺贝尔奖”，今年共颁给56位杰出科技工作者。其中，本年度最高奖“科学与技术成就奖”主要表彰为我国科技进步与创新作出卓越贡献的杰出科技工作者，今年唯一获奖人就是崖州湾实验室主任李家洋院士。
无心插柳，与遗传学结缘
李家洋1956年出生在安徽省肥西县。他从小就对读书充满热情，父母也非常支持他的学业，不仅在学习上严格要求，还尽力为他创造上学的条件。在繁重的农活之余，李家洋对倒伏的水稻印象深刻，这成为他日后科研的起点。
高中毕业后，李家洋响应政策回乡务农，担任过民办教师，还当过建筑工人。即便如此，他从未放弃学习，白天在工地上辛勤劳动，晚上则在昏暗的灯光下阅读各种书籍，包括文学作品、自然科学知识和外语。1977年中国恢复高考，李家洋考入了安徽农学院。
进入大学后，李家洋并没有满足于林学专业的课程，他还自学了综合性大学遗传学专业的主要课程。这种勤奋让他最终考入中国科学院遗传研究所攻读硕士研究生，开启了他的生命科学和农业科技研究之路。
李家洋的求学之路并未止步于此。1985年，他赴美国布兰代斯大学攻读生物学博士。1991年，他转至康奈尔大学汤普逊植物研究所进行博士后研究，专注拟南芥这一重要的植物遗传发育模式植物。在美国的科研生涯中，李家洋取得了显著成绩，但他始终心系祖国。
当国家需要时，李家洋毫不犹豫地放弃了美国优越的科研和生活条件，带着报国的理想回到祖国。1994年，他回到中国科学院遗传研究所全职工作，在30多平方米的旧实验室里白手起家，依靠研究所支持的2万元启动经费，从无到有开始建立自己的实验室。最终在2001年，他因其卓越的科研成就当选为中国科学院院士。
李家洋的研究主要集中在植物分子遗传学领域，特别是植物激素的合成途径与作用机理。他致力揭示高等植物株型形成的分子机理，并推动水稻的分子品种设计，以培育出高产、优质、多抗、高效的水稻新品种。他创立了水稻基因图位克隆技术体系，并提出了“分子设计育种”理念，这为培育高产优质水稻新品种提供了新的可能性。此外，他提出的异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略，为作物育种开辟了新的方向。
李家洋坚信，科学家应始终对国家和民族抱有责任感，尤其是农业科学家。他将理想、责任和科学精神作为自己的信念，勇于挑战、不断创新。尽管科研是一个漫长的过程，但李家洋乐在其中，无论是在风吹日晒的农田里，还是在枯燥清冷的实验室里，他都保持高昂的斗志，坚定地向前迈进。
一粒种子，掀起育种革命
“我们的世界面临着各种各样的挑战，其中重要的挑战就是如何为全世界人民提供足够的食物。”李家洋说，无论是过去还是现在，粮食问题都是世界各国极为关注的要事。如何提高粮食亩产，保障供给、战胜饥饿、确保吃饱，是关系治国安邦的头等大事；而如何让人们吃得更好，则是人类一直追求的梦想。
中国有句家喻户晓的至理名言——“民以食为天”。现在的世界人口已经达到75亿人，据估计到2050年世界人口将达到92亿人。毫无疑问，怎么样生产出足够的粮食已经成为了全球命题。
李家洋从未忘记他的初心：利用所学知识提高作物产量，确保国家的粮食安全。尽管拟南芥研究是一个短期目标，但他始终关注着我国最重要的粮食作物——水稻。1997年，当实验室刚刚稳定下来时，他决定将研究重点转向水稻。
在实验室里，他常与中国水稻研究所的钱前博士一起讨论如何进行水稻遗传育种。随着越来越深入的了解和研究，他们最终确定了研究方向。“水稻最重要的性状是产量，而产量性状中最难研究的是分蘖数的调控机理，所以我们决定从水稻分蘖入手。”李家洋解释道。
经过7年的研究，他们利用图位克隆技术成功克隆了调控水稻分蘖的关键基因MOC1。当时，农业科学家普遍认为水稻分蘖是由复杂的遗传网络决定的，而单基因调控模式的发现，成为中国水稻功能基因组学发展的一个里程碑，标志着我国水稻功能基因组研究进入了新的高速发展期。
在实现了“从0到1”的突破后，李家洋继续带领团队克隆出影响水稻分蘖数目、株高、分蘖角度、穗大小、穗型、茎秆强度等株型特征的一系列重要基因。更关键的是，他们发现了理想株型形成的关键基因IPA1，并解析了IPA1介导的株型发育分子机理与调控网络。
李家洋的科学信念可以用4个词概括：一是雄心，要相信自己能干出来；二是完美，把一件事情做到极致；三是合作，增进与同事、同行、家人之间的理解；四是奉献，对科研要有热爱和责任心。
在我国常规育种面临发展瓶颈的时代背景下，李家洋率先提出“分子设计育种”的概念，并与合作者培育出一系列高产、抗病、优质的国审水稻新品种，引领了我国农业育种的新方向。“像设计工业产品一样，通过把高产、抗病、优质的基因模块‘组装’起来，‘设计’出理想的种子。”新理念的提出，将中国的育种技术理念推向了世界前沿，掀起了一场育种革命。
经过5年的攻关，李家洋和他的团队创建了分子模块设计育种技术体系，创制了水稻、大豆、小麦和鲤鱼新品系200个，审定了新品种27个，并在主产区进行了大范围推广。
2017年，李家洋与合作者完成的“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”获得国家自然科学奖一等奖。国家最高科技奖得主李振声院士评价，这是继水稻矮秆化“绿色革命”和杂交水稻之后的第三次重大突破，标志着“新绿色革命”的开始。
教书育人，让火种生生不息
“好运从不会无端降临。”李家洋的长期合作伙伴、中国科学院院士韩斌在一次采访中提到，李家洋在水稻株型研究领域的领先地位源于他投入的巨大精力和几乎研究了全球所有的水稻株型。
自2020年起，李家洋带领团队在育种领域取得了重大突破。他们在长江中下游地区培育出多个双季早粳稻新品系，实现了我国早粳稻育种的“零突破”。此外，他们还推动建立了我国首个早粳稻审定标准，这让中国老百姓能够提前一个季度享受到美味的新粳米。
如今，作为崖州湾国家实验室主任，李家洋正忙于组建人才队伍，推动国家级种子科学技术研究与种业创新平台的建设与发展。同时，他继续坚持育种科学与技术研究。
“实验室就像一块‘自留地’，你种什么没那么多管束，工作在很多时候需要自己安排。”李家洋的学生王冰说，“李老师经常对我们说，‘科学实验室就是一个炼钢炉，只有温度更高，炼出来的钢才会更好’。在一个好的熔炉里你肯定会感受到压力、辛苦，但高期待、高标准也就意味着高起点。”
在科研方面，李家洋建议青年科学家在研究中做好“顶层设计”，建立短期、中期、长期科研目标。开展短期就可以出成果的研究，让课题组“活下去”；通过中期研究，在一个领域赢得一定的声誉；最重要的是，瞄准远期目标，开展具有重大原创性、突破性的科研攻关。
李家洋认为，青年人是科学研究的中坚力量。他表示：“我们实验室的所有科研成果都凝聚了青年学者和研究生们的智慧、心血与汗水，他们大有可为，前途光明。”他鼓励青年科学家勇于挑战最具难度的问题，将个人追求与国家需求相结合，创造属于自己的历史。
“在李老师实验室工作，你总能感觉到压力和动力。”学生胡庆亮说。不难看出，李家洋对青年科学家寄予厚望，并努力为他们的科研之路点亮了一盏明灯。他认为，青年人既要设定高于找工作、谋生计的人生目标，也要超越对社会身份和地位的追求。他强调要有创新的信心和坚持不懈的精神。生命科学研究虽然辛苦，但只有对自己的研究充满信心，对新成果充满期待，才不会感到疲惫。研究过程中难免会遇到困难、挫折和失败，如果没有坚强的意志，很容易半途而废。此外，还需要合作共赢的团队精神。在生命科学研究中，任何重要发现和成果的取得都是群体智慧的结晶。他希望广大青年学者能够精诚合作，与同行共享实验材料、方法和技术，深入探讨想法并交流经验。
“只要不断努力、埋头苦干，我们的科学与技术研究就能如同一粒粒种子，破土发芽，拔节生长，最终孕育出丰硕果实，为粮食安全和农民富裕作出贡献。”李家洋说。