田志喜：十年培育一粒豆

 田志喜在實驗室工作。遺傳發育所供圖

剛剛過去的秋天，對田志喜來說是一個收獲的季節。他和團隊培育的兩個大豆新品系，在山東東營黃河三角洲含鹽量高達0.5%的重度鹽堿地里畝產達到520多斤，甚至遠超過2020年我國普通耕地大豆的平均畝產（264.8斤）。

一粒種子改變一個世界。從立志研究大豆至今，中國科學院遺傳與發育生物學研究所（以下簡稱遺傳發育所）研究員田志喜在創制革命性的大豆品種這條路上已經探索了十年。其間，有成績和收獲，也有汗水和挫折。面向下一個十年，他還有更多的壯志待酬。

“為中華大豆之崛起而奮斗”

在遺傳發育所，提起田志喜，很多人都知道一句話：為中華大豆之崛起而奮斗。這是2011年他從普渡大學歸國后在心里種下的一顆種子。

大豆是世界上重要的糧、油、飼經濟作物。作為大豆馴化起源地，我國大豆栽培已有5000多年的歷史。

但眾所周知，當前我國大豆消費大量依賴進口。2020年進口量超過1億噸，進口依存度高達85%以上，遠超50%的國際警戒線。

大豆供需矛盾已成為我國農業最大的“卡脖子”問題。過高對外依存度對我國大豆產業形成極大的沖擊，導致我國在大豆國際定價中失去話語權。更嚴峻的是，中科院院士李家洋在接受《中國科學報》采訪時說：“大豆危機影響我國糧食安全。”

危機就是使命。田志喜希望通過科研支撐我國大豆產業發展，他的目標很明確：創制革命性的大豆品種。

創新路，無坦途。由于我國大豆育種前期研究基礎總體薄弱，要想培育出革命性的品種，有許多短板待補。

為實現目標，田志喜的計劃是分兩步走：先搞基礎研究，識別高產和優質基因；利用基因資源，實現大豆“定制化”分子育種。

破譯大豆育種“密碼”，首當其沖的是收集材料，建立基因資源的“蓄水池”。由于大豆在馴化和改良過程中遺傳多態性明顯降低，一些優異等位基因被丟掉了。每次出差到一個地方，田志喜總會留意那里的野生大豆資源，發現有意思的就收集起來。2018年，他第一次去山東東營鹽堿地，看到重度鹽堿地竟然有野生大豆，非常興奮，就記錄好位置，等到秋天又回到當地去收集了種子。

種質資源的系統收集、評價是個“時間活”，周期長、工作量大，需要持續的工作累積。田志喜十分感謝這些年來很多老師和同事幫助收集或饋贈資源，并協同合作進行大豆種質資源的評價。

“全國的大豆資源很多，種質資源評價的工作量非常大，大豆在不同生態區表現非常不一致，要對一個種質資源有比較全面的評價，需要在不同地點不同年份重復鑒定。”他對《中國科學報》說，多虧與10多個大豆研究團隊的協同合作，才得以在3年的時間里，對包括來自黑龍江、山西、北京、天津、河南、安徽等地的800多份種質開展了系統的評價。

他們圍繞大豆功能基因組，利用基因組學、分子遺傳學、系統進化生物學等多組學聯合的分析方法，對影響大豆產量、品質等重要農藝性狀的網絡調控系統進行解析，極大地增進了對大豆產量和品質形成內在機制的認識。

為擴大基因資源的“蓄水池”，2020年，田志喜與合作者對來自世界大豆主產國的2898個大豆種質材料進行了深度重測序和群體結構分析，繪出迄今為止大豆最全基因組圖譜，他們鑒定到的大片段結構變異，為推進大豆分子設計育種，助力實現大豆“綠色革命”提供了極為重要的資源。

雙向布局謀未來

今年10月，田志喜和團隊在東營鹽堿地的豐收，就是得益于十年來的基礎研究。這同樣也是他對我國大豆形勢與未來發展趨勢進行全局思辨的結果。

實現大豆自給夢，中國究竟需要怎樣的革命性大豆品種呢？田志喜很久以前就對這個問題進行了深入思考并認為，我國大豆面臨的主要瓶頸是單產低、耕地不足。因此提高國內大豆自給率有兩種途徑：提高單位面積的產量；充分利用邊際土地擴大種植面積。

2018年，田志喜朝著這個目標邁出關鍵的一步。他作為首席科學家，聯合東北地理與農業生態研究所、植物研究所、華南植物園、分子植物科學卓越創新中心等10余個團隊，申請了中國科學院重點部署項目“大豆高產穩產分子基礎與品種培育”，把目光聚焦向兩個攻關方向——培育高產和耐鹽堿大豆。

東營作為耐鹽堿品種的試驗場，黃河漫灘和海水倒灌讓那里的土壤含鹽量達到0.5%~0.8%（遠高于普通土壤的0.3%）。田志喜還記得四年前到那里時站在地頭放眼望去，地表猶如鋪上了厚厚的白色晶鹽，幾乎沒有植物。

在這樣的試驗場選種，品種淘汰率非常高。

第一年試種就給他們來了個“下馬威”——種下的苗幾乎都沒長出來，這讓他們不能不沮喪。

“困難當頭，咋辦？失敗了就再來唄！”連續4年，田志喜帶領團隊跟這塊試驗場“杠上了”。

試驗、淘汰、篩選……其間，他們按照當地老百姓完全自然雨養的種植模式對8000多份大豆材料進行了篩選，最終得到顯著耐鹽堿大豆種質材料56份，特別優異材料18份，其中兩個大豆品種表現尤佳。在此過程中，他們還發現采用合理施肥加覆膜的培養方式能夠顯著提高大豆耐鹽堿能力。

今年10月，兩個優質品種TZX-1736、TZX-805測產記錄遠超當前我國大豆平均畝產。田里的大豆一茬比一茬好，試種的農民心里樂開了花。

這堅定了田志喜對種子未來推廣的信心：“我相信經過這么高強度篩選，在這種多年惡劣條件的還表現好的材料，一定能在生產上有價值。”

除了在東營，他還在新疆、黑龍江等地布點開展高產大豆研究，這兩年測產中產量都呈現出增加態勢。

田志喜心里早就算過一筆賬：除了18億畝耕地紅線外，我國有11.7億畝的鹽堿、灘涂、高寒、高旱等邊際土地。如果增加1億畝邊際土地來種植新的耐鹽堿高產大豆；再通過種質創新讓現有耕地的大豆單產翻一番，那么我國就有望實現40%~50%的大豆自給率。

不止如此，他還積極向科技部等部門獻言獻策，探索解決我國大豆危機的合理方案；并主動組織相關研究單元，組織和實施了“一帶一路”中巴大豆國際合作項目等多項重要科研任務。

“志喜有很強的大豆的情節，他最大的特點就是能把分子生物學等基礎研究和育種目標結合在一起，不是為基礎研究而研究，而是要為中國大豆的增產做出貢獻。”遺傳發育所老所長陳受宜對《中國科學報》說，“他用報國的想法來指導日常的研究實踐，這種動力是恒定的、持久的。這種愛國主義精神也就是科學家精神。”

大豆振興爭朝夕

多年的勤奮耕耘和創新研究讓田志喜收到了各種不期而至的榮譽，他先后獲得“中國科學青年之星金獎”、“第十四屆中國青年科技獎”，受到國家“優青”、“杰青”等項目資助，被評為“中青年科技創新領軍人才”，今年又獲得了“談家楨生命科學創新獎”和“科學探索獎”。

“田志喜在大豆種質資源演化遺傳基礎、重要農藝性狀調控網絡解析和分子設計育種方面做出了一系列重要的創新性成果，極大地推動了我國大豆產學研的高效發展，已經成為該研究領域最具國際學術影響的科學家之一。”導師李家洋如是評價這位曾經的博士生取得的成績，“我相信，通過他的堅持和努力，一定會做出更具有創新性的成果，更好地服務于國家。”

對此，田志喜十分感謝課題組老師和同學的大力付出。“我們大部分人的工作強度都在每天12個小時以上，每星期基本都是工作6天半。他們的堅持和努力，也是我不斷努力的動力。”他說。

正如其實驗室一面墻上展示的《實驗室規則》每句首字母的英文所代表的那樣，實驗室就是他們的“SWEET HOME”（甜蜜的家）。“我們要把實驗室建成所有成員的家，每個成員都發揮自己最大的主觀能動性，都為這個家的發展努力。只有每個人都發展了，實驗室才可以真正的強大。”田志喜說。

田志喜覺得自己十分幸運地生活在好時代，趕上了我國對科學研究的空前重視，同時中國科學院和遺傳發育所都是做科學研究最好的平臺之一。“無論是硬件條件，還是創新環境，都使得我可以大膽去開拓。”他說。

田志喜的心中仍有壯志待酬。他的目標是像導師李家洋實現的水稻分子設計育種那樣，實現大豆的精準育種，用一粒種子實現強國夢。

在過去幾十年中，得益于半矮桿和雜種優勢等“綠色革命”技術的突破，我國水稻、小麥、玉米等作物單產大幅提高。但大豆的“綠色革命”技術仍然未至。

“大豆‘綠色革命’最大的貢獻應該是通過提高大豆單產，為解決我國大豆對外依存度高做貢獻。當前的挑戰主要來自三個方面：思維創新；‘綠色革命’材料的創制；基礎研究的突破。”田志喜說，他希望與全國大豆科研工作者一起努力，繼續開拓創新思維，夯實基礎研究，推動大豆走向精準育種，在10至15年實現全國范圍內單產的翻番，使我國大豆自給率從目前的15%左右提高到30%左右。