在國(guó)家糧食安全戰(zhàn)略升級(jí)的當(dāng)下，“大食物觀”已從主糧供給延伸至肉蛋奶等多元需求領(lǐng)域，而植物科技正是串聯(lián)這些需求的關(guān)鍵紐帶。對(duì)植物科技工作者而言，大食物觀的提出既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇，基礎(chǔ)研究如何打破“實(shí)驗(yàn)室局限”，對(duì)接產(chǎn)業(yè)實(shí)際需求？青年學(xué)者如何選準(zhǔn)方向助力糧食安全？

植物科學(xué)百年里程碑：宏觀與微觀的“雙軌突破”

育種技術(shù)的演進(jìn)離不開植物科學(xué)整體的發(fā)展，而學(xué)科發(fā)展的規(guī)律正是需求催生問題，問題推動(dòng)創(chuàng)新。

宏觀維度的突破，是從“物種普查”到“分子進(jìn)化”的認(rèn)知升級(jí)。20世紀(jì)初，歐美國(guó)家率先啟動(dòng)植物資源普查?！巴恢参镌诓煌筋^形態(tài)有差異，究竟是一個(gè)種還是兩個(gè)種？”這一問題催生了“物種”的科學(xué)界定，分類學(xué)也由此成為當(dāng)時(shí)的核心學(xué)科。唯有先厘清“植物是誰”，才能為后續(xù)育種、利用找到準(zhǔn)確素材。

中國(guó)的植物分類學(xué)研究，最早可追溯至20世紀(jì)30年代的零星研究階段。新中國(guó)成立后，國(guó)家啟動(dòng)植物資源調(diào)查，300多位科學(xué)家聯(lián)合系統(tǒng)研究，催生108冊(cè)《中國(guó)植物志》巨著的誕生，這部著作厘清了中國(guó)2.7萬種植物的“身份信息”，也成為應(yīng)用導(dǎo)向基礎(chǔ)研究的典范。

1968年，“生物多樣性”概念的提出，將植物研究與環(huán)境、人類健康關(guān)聯(lián)，讓分類學(xué)及其相關(guān)學(xué)科煥發(fā)新生；此后，分子生物學(xué)、群體遺傳學(xué)與基因組學(xué)的發(fā)展，推動(dòng)分類學(xué)向“分子進(jìn)化生物學(xué)”升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了“從形態(tài)觀察到基因解析”的關(guān)鍵跨越。

如果說宏觀研究是“摸清家底”，微觀研究便是“讀懂機(jī)理”。過去百年，植物微觀研究的三大里程碑事件奠定了分子遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。一是植物組織培養(yǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“一片葉子培育出完整植株”；二是冠癭瘤機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)土壤農(nóng)桿菌中的環(huán)狀Ti質(zhì)?？蓪?dǎo)致植物形成冠癭瘤，為基因轉(zhuǎn)移提供了天然工具；三是DNA重組技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“基因的定向轉(zhuǎn)移與組裝”。這三大技術(shù)推動(dòng)學(xué)科從“描述性研究”走向“機(jī)制性解析”。

中國(guó)科學(xué)家在這一領(lǐng)域的貢獻(xiàn)同樣顯著。2003年，李家洋院士在水稻中克隆出控制分蘗數(shù)的基因MOC1，直接關(guān)聯(lián)產(chǎn)量，成為植物分子生物學(xué)與農(nóng)業(yè)結(jié)合的里程碑；2006年，武維華院士在《Cell》發(fā)表論文，解析鉀離子從細(xì)胞外到細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，突破了“單基因-單性狀”的研究局限，實(shí)現(xiàn)了“多基因網(wǎng)絡(luò)解析”的重要突破。

從“知識(shí)積累”到“任務(wù)帶學(xué)科”：植物科技的應(yīng)用導(dǎo)向轉(zhuǎn)型

“基礎(chǔ)研究不能一直停留在‘知識(shí)積累’階段。被國(guó)外‘卡脖子’時(shí)，難道要等100年后再用？”種康直指當(dāng)前植物科技的核心轉(zhuǎn)型方向——從“跟跑”到“領(lǐng)跑”，從“知識(shí)積累”到“任務(wù)帶學(xué)科”。

1978年，中國(guó)植物科技界的核心任務(wù)是向西方學(xué)習(xí)——學(xué)習(xí)現(xiàn)代科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)方法、培養(yǎng)科研人才、建設(shè)研究平臺(tái)。隨著國(guó)家糧食安全、種業(yè)自主的需求日益迫切，植物科技的研究模式轉(zhuǎn)向“任務(wù)帶學(xué)科”，不再是“有什么技術(shù)就做什么研究”，而是“國(guó)家需要什么就攻克什么難題”。

以“分子模塊”的提出為例，2009年，中國(guó)科學(xué)院?jiǎn)?dòng)生物領(lǐng)域首個(gè)戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)。當(dāng)時(shí)，面對(duì)“研究與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)”的質(zhì)疑，種康院士、薛勇彪研究員和段子淵研究員等科學(xué)家的思想碰撞，提出“分子模塊”概念，即“控制復(fù)雜性狀的主效基因或多基因網(wǎng)絡(luò)，且可進(jìn)行遺傳操作的功能單元”。如今，“分子模塊”已成為設(shè)計(jì)育種創(chuàng)新的核心思路——通過篩選優(yōu)異等位基因，將高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病等性狀的模塊耦合，培育出綜合性狀優(yōu)良的品種。

研究模式的轉(zhuǎn)型，也要求科學(xué)家主動(dòng)調(diào)整研究方向。李家洋院士早期研究擬南芥，回國(guó)后迅速轉(zhuǎn)向水稻，解析產(chǎn)量基因；當(dāng)二倍體水稻產(chǎn)量接近極限時(shí)，又攻關(guān)“四倍體水稻快速馴化”。借助分子進(jìn)化技術(shù)，將野生稻上萬年的馴化過程縮短至數(shù)年。種康院士的研究也同樣遵循這一邏輯，從最初研究小麥，到轉(zhuǎn)向水稻基因組，再到十年前洞察到國(guó)家“肉蛋奶剛性需求”的迫切性，牽頭開展飼草設(shè)計(jì)育種研究?！拔业霓D(zhuǎn)型，是國(guó)家不同時(shí)期的需求推著我走?！边@句話道出了科研工作者與國(guó)家發(fā)展的深度綁定。

優(yōu)秀植物科技工作者的核心素養(yǎng)：興趣、堅(jiān)持與報(bào)國(guó)情懷

如何成為一名優(yōu)秀的植物科技工作者？種康給出了“解題思路”。除了過硬的專業(yè)能力外，還需要具備四大核心素養(yǎng)。

一是保持好奇心，興趣是科學(xué)探索的“源動(dòng)力”。20世紀(jì)70年代，號(hào)稱“擬南芥之父”的馬丁?柯尼夫（Maarten Koornneef）開辟擬南芥人工突變體研究系統(tǒng)，彼時(shí)無人認(rèn)可，僅能在小眾期刊發(fā)文，但他的堅(jiān)持最終獲學(xué)界認(rèn)可，引領(lǐng)了植物科學(xué)研究前沿，彼時(shí)全球擬南芥突變體大多源自他的早期工作，有力地推動(dòng)了植物功能基因組學(xué)的飛速發(fā)展。正是這份對(duì)植物性狀的好奇心，讓他在冷門領(lǐng)域開辟了新天地。

二是培養(yǎng)敏銳的觀察力，捕捉“轉(zhuǎn)瞬即逝的現(xiàn)象”。“培養(yǎng)的材料，每天至少見一次面。”種康常對(duì)學(xué)生說。許多重大科研突破，正是源于對(duì)“異常現(xiàn)象”的敏銳捕捉。

三是要持之以恒，穿越科研“黑暗期”。科研路上難免遭遇瓶頸，要堅(jiān)信“黎明前的黑暗最黑，也最接近光明”。

四是博學(xué)厚德、錨定報(bào)國(guó)情懷?！白隹蒲校?/strong>不能只盯著自己的小領(lǐng)域，要知道國(guó)家需要什么?！狈N康強(qiáng)調(diào)，博學(xué)不僅是“知識(shí)的深度”，更是“視野的廣度”和“思考的多維度”——了解科學(xué)史、關(guān)注產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)、把握國(guó)家需求，才能讓研究更有價(jià)值。始終圍繞“解決中國(guó)人的吃飯問題”，這份家國(guó)情懷，方能讓科技工作者在科研道路上走得更穩(wěn)、更遠(yuǎn)。