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2024年暑假，華中農(nóng)業(yè)大學作物遺傳改良全國重點實驗室的走廊里，博士生李威攥著手機，反復刷新郵箱。屏幕上最后一次顯示的論文狀態(tài)仍是“Under Review”（審稿中）。他帶著懷疑和焦慮，再次敲響了導師李一博辦公室的門。 “老師，如果《細胞》拒稿，那我畢業(yè)的時間……”話沒說完，李威的聲音哽住了。這是他攻讀研究生9年來（其中讀博6年），投稿的第一篇文章。 李一博讓李威先坐下，拍了拍他的肩：“就算發(fā)不了頂刊，改投其他雜志也可以。科研不只是為了發(fā)論文，而是要做出真正有價值的東西?！崩钜徊┮呀?jīng)數(shù)不清是他第幾次和李威談心了，都是讀博士過來的，他懂李威的焦慮。 2025年清明節(jié)當天，這篇由李威獨立一作、李一博獨立通訊的論文，被《細胞》正式接收。4月30日，論文正式上線。這是全球首個揭示水稻品質(zhì)耐高溫“雙生鎖”機制的研究。 1 誰說“高溫無好米”wSw即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
長江流域優(yōu)質(zhì)稻穩(wěn)產(chǎn)難，這一問題長期制約水稻產(chǎn)業(yè)升級，一度讓很多農(nóng)業(yè)研究人員感到無奈。每到盛夏，稻田溫度動輒突破40℃，稻米外觀堊白增多、食味下降，產(chǎn)量暴跌30%~90%。李一博團隊要解決的，正是這一困擾中國水稻產(chǎn)業(yè)數(shù)十年的難題。 研究始于2012年。彼時，李一博剛剛博士畢業(yè)做研究助理，就著手布局這個項目。 為了篩選出耐高溫的水稻品種，他們把目光投向了世界各地的種子資源，從菲律賓、印度、巴基斯坦、埃及等國家，收集了大量的水稻種子。這些種子被帶回武漢，在自然高溫環(huán)境下接受考驗。 研究團隊在武漢炙熱的稻田中“大海撈針”：從全球收集的1.2萬份水稻種質(zhì)資源里篩選品質(zhì)耐高溫材料。他們堅持“自然高溫篩選法”——拒絕溫室模擬，直接在武漢酷暑中種植鑒定。 2012年至2016年，他們從全球農(nóng)家種及國際水稻研究所引進的上萬份樣本中，最終篩選出了8份高溫下仍能正常灌漿的穩(wěn)定抗熱的核心種質(zhì)。此后又連續(xù)多年重復試驗，發(fā)現(xiàn)這些種質(zhì)不僅在常溫下品質(zhì)優(yōu)良，更在全球高溫極值年表現(xiàn)出驚人的耐熱性。 “就像古法淬火，高溫反而鍛造出好鋼?！崩钔忉?，他們從其中一份種質(zhì)中克隆出耐熱關(guān)鍵基因——QT12。該基因如同水稻內(nèi)置的“空調(diào)系統(tǒng)”：當溫度超過34℃，QT12與NF-Y蛋白形成的“雙生鎖”啟動，“攔住”高溫——既能維持儲藏蛋白正常合成，又能平衡淀粉有序積累，將稻米堊白率降低50%以上，同時顯著提高產(chǎn)量。 令人欣喜的是，研究團隊通過將QT12抗性基因?qū)胨局髟云贩N中，在高溫環(huán)境下，水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)都得到了顯著提升。在2024年長江流域極端高溫下的大規(guī)模田間試驗中，CRISPR編輯的QT12基因株系在武漢、杭州和長沙的小區(qū)產(chǎn)量分別提升了92.5%、64.1%和54.7%，同時稻米的外觀和食味品質(zhì)也得到了極大改善。 2 9年磨一劍wSw即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
“從研一到博士9年，我一篇論文都沒發(fā)過，只是埋頭在田間、實驗室里忙碌?！被貞涍@段征程，文章一作李威倍感辛酸。本科畢業(yè)于山東農(nóng)大的他，因為家在湖北，選擇回到家鄉(xiāng)高校繼續(xù)深造。從研一開始，他就全身心投入這個項目，這一干就是9年。 在這9年里，李威面臨著“不小的壓力”。讀博期間，身邊的同學有的通過發(fā)表小論文順利畢業(yè)，而他卻一篇論文都沒有發(fā)表過。他說：“其實我也想發(fā)一些頂刊外的雜志，先解決有沒有的問題。但導師讓我堅信，這項研究意義重大，不要為了發(fā)一般的期刊而浪費了時間精力。” “結(jié)婚之后，老婆一直堅信我可以成功，但家庭的責任和畢業(yè)的壓力讓我倍感焦慮。沒有論文、不抓緊畢業(yè)，家人都會有意見?！彼f。為此，他多次找到導師李一博，表達自己的擔憂。 導師每次都請他在那張黑色的皮沙發(fā)上坐下，耐心地做他的思想工作——好飯不怕晚，這項研究非常有價值，再堅持一下，專注研究本身，一定會出高水平的成果。 “我們做科研，是為了探索真理，做出真正對社會有價值的成果，而不是為了發(fā)論文而發(fā)論文。只要成果有價值，發(fā)在哪里都是值得的。寧可十年磨一劍，不發(fā)半篇湊數(shù)文?！崩钜徊┑脑捯淮未握f服了學生，給了后者堅持下去的信心。 當他們的研究終于取得突破性進展，克隆出耐熱關(guān)鍵基因QT12，并反復驗證QT12能有效打破“高溫必減產(chǎn)、無好米”的魔咒，李一博終于松口，“現(xiàn)在，你可以寫文章投稿了！” 李威在導師的指導下，結(jié)合大量研究資料，完成論文寫作，并且在老師的建議下“鎖定頂刊”。論文最初投稿給《自然》，但未能送審。導師鼓勵他，三大頂刊都可以嘗試一下，這項研究值得頂刊選用。之后，他們決定轉(zhuǎn)投《細胞》，這就意味著他們必須根據(jù)后者的寫作風格，對內(nèi)容進行較大調(diào)整。 當時適逢李一博到澳大利亞參加國際植物分子生物學大會。在會議期間，除了作報告的時間，他幾乎時時刻刻都在思考論文的修改方向。從會議開始前的準備，到飛機上，再到會議現(xiàn)場，他的腦海里全是論文的內(nèi)容。白天開會，晚上在QQ上和李威討論文章?；貒螅⒖膛c李威投入修改工作。 他們對論文文本進行反復修改，對每一個詞、每一句話都仔細斟酌，“不記得改了多少次”。投稿后，《細胞》審稿人對研究做了高度評價，也給出一些修改意見。終于，接近60頁的回復意見打動了審稿人，后者給出了原則上接收的意見。 隨后他們在編輯的要求下，把論文的字數(shù)從最初的12000多字壓縮到8000字左右，并對文章格式進行了一些調(diào)整。經(jīng)過多輪修改，李一博對論文內(nèi)容了如指掌，甚至可以通篇背誦，這種嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度深深感染了李威。 “這才是真正的科研訓練?！崩钜徊└嬖V《中國科學報》，當2025年元宵節(jié)前后論文進入小修階段時，李威已能從容應對審稿人的刁鉆問題。最終，這篇由師生二人包攬“唯一一作+唯一通訊”的論文，成為《細胞》創(chuàng)刊以來水稻研究領(lǐng)域極為少見的一篇“雙獨立”研究。 3 基因出田，產(chǎn)業(yè)“追著跑”wSw即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
華中農(nóng)業(yè)大學相關(guān)負責人告訴《中國科學報》，這項研究的另一個特點是模式創(chuàng)新——采取“邊研究、邊開發(fā)、邊應用”的新型產(chǎn)學研合作模式，研發(fā)團隊在未發(fā)表成果之前就已與隆平高科、安徽荃銀、北京金色農(nóng)華、湖北荃銀、揚子江種業(yè)等多家國內(nèi)龍頭企業(yè)達成轉(zhuǎn)化開發(fā)意向協(xié)議。 這些企業(yè)擬通過技術(shù)許可、聯(lián)合育種等模式，把QT12基因盡快應用于主栽品種。 李一博告訴《中國科學報》：“我們的研究本來就是從生產(chǎn)中來，就是要解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中遇到的實際問題，現(xiàn)在能夠快速應用到生產(chǎn)中去，是對我們科研工作最大的肯定。” 企業(yè)對這一成果充滿期待。隆平高科有關(guān)負責人表示：“李一博教授團隊的研究成果對種業(yè)發(fā)展具有重要意義。我們一直致力于培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的水稻品種，但水稻不耐高溫問題一直是制約我們發(fā)展的瓶頸?，F(xiàn)在有了這個成果，我們有信心培育出更適應高溫環(huán)境的水稻品種，提高水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)，為農(nóng)戶帶來更多收益。” 論文發(fā)表當天舉行的成果發(fā)布會現(xiàn)場，李威坐在導師李一博身后，表現(xiàn)出難得的松弛感。他說，自己有一種“終于解脫了的快樂”。 ９年前，那個青澀的小伙，大概不會想到，他用9年的苦心煎熬，熬出了這么一劑神奇魔法藥水——不僅有望解決高溫減產(chǎn)的問題，還可能給整個水稻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來一場變革。 https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.011
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