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中国水稻育种再上新高度,这位院士破解近百年杂交育种难题

2026-09-11

如果只用一个字定义自己的人生,你会选什么?

中国工程院院士万建民的答案是:稻。

这个字,是他一生的事业注脚,也是中国水稻育种突围的历史缩影。

就在刚刚过去的8月,他带领团队啃下了困扰全球育种科学家数十年的硬骨头——首次解析亚非水稻种间杂种不育的分子机制,成果登上顶刊《科学》杂志,为超高产水稻育种打开了全新大门。

从田埂上饿着肚子上学的孩子,到守护14亿人饭碗的院士,万建民的一生只做一件事——“让中国人吃好饭”,简单的一句话里,却藏着中国人骨子里最朴素的家国情怀。

万建民

从“盼来客”到“盼丰收”

1960年,万建民生于江苏泰兴的普通农家。在那个粮食紧缺的年代,饥饿成了他童年最深刻的记忆。

小时候,他大部分时间都在半饥半饱中度过,而他最期待的事就是家中来客人,“有客人来,才能吃顿饱饭”。那时候,他就下定决心学农,让更多人吃饱饭。

恢复高考的第二年,18岁的万建民考入南京农学院(现南京农业大学)农学系,一头扎进了农业科学的世界。本科毕业后,他继续留校攻读硕士学位,师从水稻遗传育种专家朱立宏先生,从此与水稻育种科学结缘。

1990年,万建民东渡日本留学,先后在千叶大学、京都大学攻读遗传学博士,随后任京都大学JSPS特别研究员,1997年进入日本农林水产省农业研究中心担任研究员。

那时候,中国人已经不用再挨饿了,但还远远谈不上能“吃好饭”。在日本期间,一次经历让万建民记忆犹新。

一天课题组同时煮了两锅米:一锅是日本家喻户晓的优质米“越光”,另一锅是当时国内大面积种植的“桂朝二号”。“相比之下,越光米有弹性、有香味,口感很好。”

这次味觉上的冲击,让万建民的志向从“让中国人吃饱饭”,升级到了“让中国人吃得好、吃得健康”。他后来提出,“肚子饱”不等于“营养够”,隐性饥饿同样威胁着国民健康,好的稻米不仅要高产,还要食味佳、安全性高,更要能满足特殊人群的需求。

1999年4月,万建民回国搭建科研团队,次年正式就任南京农业大学教授,从此开始践行让国人“吃好饭”的诺言。

万建民在田间

让水稻不再只是填饱肚子

回国后,万建民成为国内最早提出并实践“作物分子设计育种”的科学家之一。

他不再满足于传统育种“靠经验、看田间”的模式,而是用分子标记、基因克隆、性状聚合的方法,像搭积木一样,精准地把抗病、高产、优质的性状组装到同一个品种里。

刚刚回国不久,万建民就碰到了一场硬仗——南方粳稻区的“流行病”条纹叶枯病。

2000年起,由灰飞虱传播的条纹叶枯病在长江中下游粳稻区连年暴发,仅2004年江苏发病面积就超过2300万亩,大片稻田黄化枯死,农户减产甚至绝收。

万建民带领团队联合省内多家育种单位,从1万多份种质资源里逐一筛选高抗材料,用分子标记快速聚合抗性基因,建立起规模化的抗病鉴定体系。

短短数年间,团队选育出10个适应不同生态区的早中晚熟抗条纹叶枯病新品种,迅速在南方粳稻区铺开,2009年推广面积已占当地粳稻种植面积的78%,直接遏制住了病害蔓延的势头。2010年,该成果获国家科技进步奖一等奖,并入选教育部年度高校十大科技进展。

解决了水稻流行病后,万建民接着攻关让水稻更好吃的问题。

籼稻和粳稻杂交本应产生强大的杂种优势,但实际上却长期面临结实率低、株高偏高、品质下降的难题。

万建民带领团队深耕多年,挖掘出广亲和、株型调控、光钝感等一批关键基因,系统破解了籼粳交的瓶颈。2014年,“水稻籼粳杂种优势利用相关基因挖掘与新品种培育”获国家技术发明奖二等奖;其中关于独脚金内酯调控水稻分蘖株型的发现,入选当年中国科学十大进展。

育种人的舌头,是最灵敏的检测仪。

万建民常说自己“在家从不煮饭,煮饭都在实验室”,他和团队尝过上千份实验材料煮出的米饭,挨个记录口感、香气、回弹力。近年来,团队已培育出宁粳系列、宁香粳9号等水稻品种38个,其中5种入选农业农村部超级稻品种和主导品种,宁香粳9号更是连续两届拿下全国优质稻品种食味鉴评金奖。

在万建民培育的众多品种中,最让人动容的,是他为特殊人群培育的一束稻。

当他在新闻中了解到我国有上亿慢性肾脏病患者时,他就萌生了为这类特殊人群培育一种专属品种的想法。

肾病患者需要严格限制蛋白摄入,普通大米8%~10%的蛋白质含量会加重肾脏负担。万建民带领团队从几万份种质中筛选谷蛋白突变体,历经约20年培育出低蛋白水稻W0868。

这种大米可吸收蛋白质仅为2%~3%,食味却和普通优质米相差无几,不仅能延缓肾病患者的病程,也适合高血糖人群食用。

从大田的病害,到舌尖的口感,再到特殊人群的餐桌,万建民始终没有忘记自己的初心。

团队选育出的水稻新品种“京粳1号”

让亚洲稻和非洲稻“联姻”

2026年8月28日,国际顶刊《科学》在线发表了万建民团队的重磅成果,首次揭开了亚洲栽培稻与非洲栽培稻种间生殖隔离的分子机制。这颗育种界悬置数十年的“硬钉子”,终于被中国人拔了下来。

稻属一共有24个野生种和栽培种,可真正被人类驯化、成为主粮的只有两个。

我们日常食用的亚洲栽培稻,产量高、米质优,是全球一半以上人口的主食;非洲栽培稻产量不高,却有着极强的“生存能力”——耐高温、耐干旱、耐贫瘠土壤,还能抵抗多种病虫害。

因此长期以来,育种学家们一直有个梦想:让两种水稻“联姻”,把非洲稻的抗逆基因导入亚洲稻的高产背景,培育出既高产又耐造的“超级水稻”。

但一道看不见的遗传高墙却始终横亘其。两种水稻杂交产生的后代F1,花粉活力极低、结实率大幅下降,几乎无法繁育下一代,就像马和驴杂交生出的骡子,这就是“种间生殖隔离”。数十年来,全球育种学家都想撬开这扇门,却始终不得其法。

早在2008年,万建民团队就首次在水稻第3号染色体上定位到了控制这一现象的主效位点RHS3。

为了搞清楚它背后的分子逻辑,团队用整整18年的时间去解码其中的机制。

最终他们发现,这是一套精巧的三元遗传冲突系统,并用极具中国风格的名字命名了这三个基因:

ORF10基因被命名为“矛”,定位在雄配子的线粒体中,会破坏配子发育;

ORF16基因是“盾”,能与“矛”直接互作,抵消它的杀伤力;

ORF4基因则是“甲”,作为自噬受体,能把“矛”运送到自噬体中降解清除。

非洲栽培稻同时拥有“矛、盾、甲”全套系统,所以自身配子发育正常;亚洲栽培稻却只保留了“甲”,没有“矛”和“盾”。当二者杂交后,后代的雄配子只继承了亚洲稻的“甲”,面对非洲稻带来的“矛”时,没有“盾”的保护,最终被破坏失活,导致花粉不育。

基于这一机制,团队成功创制出能够打破育性障碍的广亲和种质材料,为亚非杂交稻的培育扫清了最核心的障碍。

在极端高温、干旱频发的今天,这项成果的诞生有着极为重要的意义。它不仅打开了水稻增产的新空间,更把非洲稻的抗逆性状带入了高产水稻的基因池,为我们应对气候挑战、牢牢端稳中国饭碗,埋下了一颗充满希望的种子。

从籼稻亚种内杂交,到攻克籼粳亚种间杂交,再到如今冲击亚非种间杂交,万建民用30年时间,不断抬高着水稻产量的天花板。

在日本留学期间,他曾作为袁隆平院士的接待和翻译,与自己的“偶像”有过一段交集。他说:“袁老身上有种家国情怀,这个情怀的出发点是国家粮食安全,是十几亿中国人的饭碗。”

如今,这根接力棒落到了万建民以及更多农学人手中。一句“好好吃饭”,不仅藏着中国人最踏实的幸福,也藏着农学人永远奔赴的使命与远方。

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  • 时间:2026年5月28-30日
  • 地点:中国.合肥.滨湖国际会展中心
  • 今天距"优质大米发展网【官方网站】第十六届RICE中国大米展【官网】优质大米展【官网】大米展【官网】"开幕还有
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