7月26日，由中國工程院院士萬建民領銜、南京農(nóng)業(yè)大學和中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所的科研團隊聯(lián)合攻關，首次從分子層面闡明了秈稻和粳稻雜種不育分子機理、破解了水稻生殖隔離之謎，該成果在國際權威學術期刊《細胞（Cell）》期刊在線發(fā)表。
至此，繼2013年的《自然》成果、2018年的《科學》成果，萬建民院士團隊在水稻分子遺傳與育種領域接連取得重大科研突破，捧得了“CNS大滿貫”。
“我從1991年開始研究‘水稻雜種優(yōu)勢利用’難題，這后來也變成了團隊延續(xù)了30年的科研夢想。”在萬建民看來，滿貫是團隊的“里程碑”，但絕不是“完結篇”。
細數(shù)CNS三個成果，每一項都是“十年一劍”，并且無一例外地由年輕科研人員勇挑重擔、多家單位聯(lián)合攻關。
滿貫在手，團隊成員在歡欣鼓舞之余，展現(xiàn)出的卻是“大事前有靜氣”的平和謙遜，是哪些特質造就了這樣的學術氛圍，又有哪些秘笈讓這支隊伍一次又一次地站在了領域內的科研之巔？每一次磨劍的10年之間，就沒有過猶豫和動搖嗎？
“沒想過會失敗，只想過如何穿行黑暗。”Cell成果第一作者、南京農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院博士后王超龍說。
5年彎路，不怕從頭再來
2023年，距離王超龍“咬”定這一難題已過去了整整8年，這還不包括故事一開頭、在錯誤方向里摸爬滾打的5年。
2010年，在周圍大部分同學都在為升學畢業(yè)而忙碌的大四，王超龍開始碩博連讀，將志向鎖定三農(nóng)、師從萬建民院士，一頭扎入了水稻領域的世界難題“雜種不育”的機制探究。因為來自強化班，王超龍被寄予厚望，但老天一開始卻并未眷顧這個努力的年輕人。
2015年，在經(jīng)歷了一次又一次的基因功能驗證無效后，王超龍發(fā)現(xiàn)是基因的定位區(qū)間錯了，往前推，5年前他接手的試驗材料關鍵單株就不準確， 相當于馬不停蹄跑了5年，卻發(fā)現(xiàn)步子邁開的第一步，方向就錯了，這對于沉醉其中、滿懷期待的王超龍而言，是個不小的打擊。
走錯一步就是5年，后面的路該何去何從？
“有曲折才證明有挑戰(zhàn)，我們要做的，就是有挑戰(zhàn)性的、有意義的課題！”導師萬建民的一番話彷佛黑暗中投射的一道光，照進了王超龍的心里，萬建民鼓勵王超龍把這塊骨頭“啃”下去。
2016年，王超龍開始攻讀博士后，他決定從頭開始、重新構建試驗材料，雜交一代、回交四代，要做5次實驗，為了最大限度地提高效率，王超龍開始了在南京和三亞南繁基地的來回奔走，埋頭試驗、無問東西。
2019年，得到嚴謹實驗數(shù)據(jù)的他再一次吃驚地發(fā)現(xiàn)，遺傳機制和研究假設“對不上”！敲除“解毒基因”后竟然得不到純合單株，難道是，引起秈稻和粳稻雜種花粉不育的解毒基因找錯了？此時的王超龍無法確定，是老天再一次和自己開起了玩笑，還是研究正在步步逼近答案？
聯(lián)合攻關，“太行”“王屋”只等閑
實驗數(shù)據(jù)的論證必須足夠精準可靠，萬建民的方法是，讓自己帶領的南京農(nóng)業(yè)大學和中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所的兩支科研團隊分頭推進、互不干擾，得出結論后再相互比對。
“驗證數(shù)據(jù)的那2年，我和農(nóng)科院作科所的王建博士后通5、6個小時的電話，討論到凌晨兩三點是常有的事?！?王超龍說。
經(jīng)過2年時間，兩位年輕科研人員進行充分的數(shù)據(jù)比對和討論后，大膽提出了假設——并不是原先基因找錯了，而可能是發(fā)現(xiàn)了一項新的遺傳機制，也就是原先認為的存在于花粉中的“破壞-守衛(wèi)”機制，即“破壞者”對所有花粉產(chǎn)生傷害作用，引起花粉的敗育，而“守衛(wèi)者”阻止“破壞者”的傷害作用，因此那些遺傳了該基因的花粉，就能受到保護，從而正常發(fā)育，這樣的機制同樣存在于植株體細胞之中。
為了論證這一假設，團隊請來了擁有二三十年出色實驗經(jīng)驗的農(nóng)科院研究員吳傳銀，他是組培轉化實驗的資深專家，為了確保每一論證步驟的精準，從實驗設計到載體構建，再到轉化和統(tǒng)計分析，吳傳銀都自己動手、沒有絲毫馬虎。
2021年的夏天，吳傳銀興奮地撥通了王超龍的電話，“你來一趟北京，到實驗室見證！”
當王超龍看到用于驗證的“GFP綠色熒光蛋白”的失色與變亮，與之前的假設完全一致時，他喊出了聲，“找到了！”
緊密連鎖的兩個基因被找到、“基因驅動”遺傳機制被破解，雜種不育難題得到了全基因組層面的分析鑒定！
這對于很多領域內的團隊而言已經(jīng)是一項很大的突破了，但熱愛挑戰(zhàn)、善“啃”硬骨頭的萬建民團隊同步還在推進分子機制的研究：主角找到了，可“攻守”機制又是如何發(fā)揮作用的呢？
“不要單打獨斗，要善于合作攻關?！边@是萬建民對學生最常說的話之一，也是他作為leader,一直在為團隊創(chuàng)造的。
在清華大學柴繼杰教授、香港中文大學姜里文教授等資深專家的幫助下，王超龍與農(nóng)科院熊葉輝研究員頻繁交流、逐層深入，從蛋白水平上解析了“破壞者”是通過與細胞中能量工廠線粒體的一個核心功能蛋白互作，干擾線粒體的產(chǎn)能功能，花粉因缺能而最終敗育；而“守衛(wèi)者”能與“破壞者”直接互作，阻止其進入產(chǎn)能工廠，從而解除破壞作用，這一理論上的重大突破首次從分子層面闡明了水稻雜種不育的機理。
橫亙在“雜種不育”難題中的“遺傳機制”與“分子機制”，猶如 “太行”“王屋”兩座大山，在南京農(nóng)業(yè)大學水稻遺傳育種創(chuàng)新團隊、中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所長達13年的聯(lián)合攻關，多位科研人員堪比愚公的執(zhí)著與齊心努力下，被移除了。
(左一：團隊Nature成果第一作者、中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心PI周峰研究員，左二、左四：Science成果第一作者、農(nóng)學院教授趙志剛、余曉文，左三：Cell成果第一作者、農(nóng)學院博士后王超龍)
頂天立地，為糧豐民安
“能夠深入到基因功能水平，完成所有的基因編輯工作，并深入到該系統(tǒng)的細胞生物學層面，甚至到其在水稻的進化，這確實是一項令人震驚和了不起的成就。”《細胞》雜志送審專家對成果這樣評價。
中國科學院院士種康表示，“從文章的角度來講，從遺傳到細胞生物學、到分子生物學，這一套做全了，這個機制從三個層面上做得非常清楚了，在此基礎上，團隊繼續(xù)深入，搞清楚了這個模塊的來龍去脈，即它的祖先是什么?！?
緊扣國家需求、緊跟生產(chǎn)實際、挑戰(zhàn)重大科學問題，這是萬建民對學生一以貫之的要求，也是團隊30年來書寫“糧豐民安”科研故事的核心。
與秈稻亞種內雜交相比，秈稻和粳稻亞種間雜交水稻可將水稻單產(chǎn)提高15%以上，然而，同時會出現(xiàn)花粉不育、小穗結實率低、子粒不飽滿等雜種不育現(xiàn)象?！敖Y實率80%是前提，如果達不到這個標準，就沒法實現(xiàn)增產(chǎn)。”萬建民說。
30年來，團隊已發(fā)現(xiàn)、定位和命名了27個不育基因和廣親和基因，占國內外報道的一半以上。咬住“秈粳交”雜種優(yōu)勢有效利用難題不放，育性、株高株型、生育期，在這項被萬建民視作的系統(tǒng)工程里，一個個關鍵基因被挖掘定位、一道道難啃的關口被解析破譯。
30年來，只要條件允許，萬建民都會在周末回到南京農(nóng)業(yè)大學，“周五最晚航班回寧，周日最晚航班回京，這樣的節(jié)奏一周都沒有打破，我的日程表中，沒有‘周末’這一說?！?/p>
清晰的科研規(guī)劃、加上雷打不動的身體力行，團隊成員一個個地也煉就了數(shù)十年如一日的堅守與恒心。水稻育種本身就是一項周期漫長的工程，將分子育種與常規(guī)育種相結合，能加速培育速度，但發(fā)掘優(yōu)異基因，平均需要搜集上萬份資源，耗費的人力、物力和時長，可想而知——團隊發(fā)掘的水稻半不育基因PSS1花了18年；《自然》成果、水稻部分顯性矮桿多分蘗基因D53用去了25年，《科學》成果、水稻“自私基因”的挖掘用了9年，這一次的《細胞》成果又長跑了13年！
一次又一次科研暗夜的挫敗、迷航與焦灼中，是團隊協(xié)作、是聯(lián)合攻關，是腳踩大地、咬定青山的氛圍，給予了年輕人堅持下來的信心與韌勁。
每年5-6月，在南京江寧土橋基地，100多位團隊師生齊上陣，播種、拔秧、排秧、插秧，場面壯觀。只要時間允許，萬建民都會一同參與其中，用行動告訴學生，“做水稻，一定要到田間去，一定要能緊跟生產(chǎn)實際?！?/p>
除了高水平研究成果迭出，30年來，團隊圍繞水稻的抗性、品質、氮高效利用、耐鹽堿水稻品種挖掘等面向生產(chǎn)實際的課題也從未間斷，真正打通了基礎研究與應用研究，串聯(lián)起水稻育種的上、中、下游。
“將個人理想融入國家和人民需要，將研究工作聚焦國家重大戰(zhàn)略需求，追求真理、不畏艱難、勇于創(chuàng)新，集智攻關、團結協(xié)作、共攀高峰。正是基于此，萬院士團隊才實現(xiàn)了一個又一個的突破。”南京農(nóng)業(yè)大學校長陳發(fā)棣表示，學校將以此次重大成果發(fā)布為契機，自覺履行高水平科技自立自強的使命擔當，精準對接國家重大戰(zhàn)略需求，夯實創(chuàng)新平臺體系建設，開展有組織科研。同時通過靈活延長考核周期，依托大團隊、大項目推動學科間的交叉融合，努力營造既鼓勵創(chuàng)新、又相對寬松的良好氛圍，讓越來越多的年輕人沉下心、埋下頭、有底氣，勇于向科研高峰發(fā)起挑戰(zhàn)。
