走进上海市农业生物基因中心，灿烂阳光透过玻璃洒落在绿意盎然的中庭，中庭四周环绕着明净的实验室，科技与自然的和谐相处在此彰显。这座外形仿若“诺亚方舟”的建筑，拥有低温低湿库和超低温库两套保存系统，可实现30万份农业种质资源的长、中、短期保存。
2021年11月3日，国家科学技术进步奖揭晓，上海市农业生物基因中心罗利军团队的“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”获得国家科学技术进步一等奖。这是中国农业界时隔8年后，在国家科学技术进步奖的评选中再次获得一等奖。
“高性价比选手”
民以食为天，作为中国最常见的农产品，水稻的重要性不言而喻。运行20年来，上海市农业生物基因中心已经建成全球最大的水稻功能基因资源库。资源收集保护是一项基础性、长期性、公益性和战略性科研工作，能够保存基因多样性，为未来研究提供潜在机会。
当然，对种质资源的收藏、研究，最终还要落到应用层面，才能真正造福于民。在保护和研究种质资源的基础上，罗利军团队还开创了节水抗旱稻这一新类型。这是一种富有想象力的改良：将旱稻节水抗旱的特性嫁接到水稻上，“组装”出节约大量水资源、对土质要求不高、产量相对不错的“高性价比选手”。
新中国成立后，为了解决数亿人的吃饭问题，几代科学家倾尽心血培育水稻新品种，将水稻由高秆变矮秆、常规稻变杂交稻，书写了中国农业奇迹。然而上世纪80年代后，水稻的理论产量虽一再创新高，但实际亩产却难以突破。这是因为中国耕地多为中低产田，淡水资源也很匮乏，一样的稻种播撒下去，贫瘠土地上长出的稻子产量远远不及试验田。
1995年左右，罗利军意识到，实际生产中想再提高水稻产量，实在太难。1998年3月至4月，在国际水稻研究所进行合作研究期间，罗利军在图书馆查到一篇文献，他回忆：“看了这篇文章，当时我就惊呆了。”文章显示，当时农业用水占全中国总用水量的70%，其中水稻用水占农业用水的70%，而那时水稻的研究主攻方向仍是提高亩产。合上文献，罗利军深感现有水稻品种抗旱性差，生产用水太多，但中国淡水资源紧张，水稻发展必将受淡水资源限制。
联想到十年前在广西田林考察时看到的深山旱稻，老百姓清明节前放火烧山，撒下稻种，不闻不问，秋天也能有一定收成，罗利军灵光一现，于是他萌生了将研究方向从超高产育种转向旱稻育种的想法。
喝水少又长势好
实验室研究表明，人类种植的稻子是先从野生稻进化成旱稻，再进化成水稻。要育成突破性的品种，核心仍然是种质资源。罗利军团队找到合适的高产优质水稻，与抗旱性强的低产旱稻杂交，经过多年试验，育成节水抗旱稻。
又要喝水少，又要长势好，这似乎是鱼和熊掌不可兼得的两面。但节水抗旱稻做到了，它的重要特征是根系非常发达，而且干旱时会自动卷叶，“缩紧身体”，减少水分流失，因此具有抗旱特性。普通水稻用1立方米水约生产0.66公斤稻谷，而节水抗旱稻用1立方米水可生产1.5公斤至2公斤稻谷，水分利用率提高了1.5倍以上。
传统淹水种植水稻的方式，大量施用化肥农药，随稻田水排放到河道，产生的面源污染使河水富营养化，且会释放出大量温室气体甲烷。节水抗旱稻既可以像水稻一样在水田节水栽培，又可以像小麦一样在旱地种植。这种直播旱管的栽培模式，改变了水稻传统淹水种植方式，也改变了稻田生态系统，减少病害的发生而少用农药，使得稻田排水的减少甚至无排水。采用旱种旱管等轻简化栽培模式，极大节约了人力成本。此外，大幅度降低灌溉用水和农药化肥使用量，也有效减少面源污染与稻田温室气体排放量。
2019至2020年，上海市农科院生态研究团队和上海市农业生物基因中心一起，针对安徽省七个地区种植的节水抗旱稻进行了两年的碳减排效益评估，结果表明，传统水稻种植模式改为节水抗旱稻旱种旱管模式后，稻田主要温室气体成分甲烷的排放量降低97%。
在具有用水少、化肥少、成本低、污染小、省人力等优势的基础上，节水抗旱稻的产量与水稻基本持平。
“八月香”飘万里
8月就能吃上当年新米？这似乎是一件违反常识的事情。然而在上海市金山区廊下镇，8月下旬，随着收割机在田间穿梭，闻上去有“爆米花香”的“八月香”从田间地头走向市民餐桌。这也是节水抗旱稻发展出的一个代表性品种。
“八月香”是一种生长周期很短的节水抗旱稻新品种，在7月持续高温的情况下抽穗灌浆，大米外观晶莹透亮，各项指标均达国标一级优质米标准。赶在9月之前上市，快人一步，为上海本地大米创造销售优势。
2020年，“八月香”在廊下镇首次试种200亩，上市三天即被市民抢购一空，不少消费者反映“八月香”口感好，“能多吃两碗”。2021年，廊下镇扩大种植“八月香”品种1000亩，可惜受台风影响，亩产有所减少。
“八月香”在上海的生育期只有105天，4月底至5月初播种，8月中下旬就能收获上市，比上海常规粳稻可提早50天左右。为了让稻米在很短的生长周期内拥有良好口感，科研人员巧妙改良“八月香”的基因，使得稻米“身材”小而精悍。廊下镇党委书记沈文说：“这50天太珍贵了，让出一个茬口，足够一季生菜从播种到成熟。我们廊下镇是上海市沙拉菜的主要生产基地，生菜不愁卖！”成本低、省人力、销路好，越来越多的农民看到了节水抗旱稻这一新型品种的经济优势。
节水抗旱稻的推广和应用，在国内外都产生了重大影响，不仅在安徽、江西、湖南、湖北等地表现优异，还走出国门，在乌干达、肯尼亚、尼日利亚等非洲国家以及印度、印度尼西亚、缅甸、巴基斯坦等亚洲国家生根发芽。
“本着立足上海、面向全国、接轨世界的原则，为我国农业的持续发展准备物质与技术基础的宗旨，通过资源的收集保存，使今天的财富完整地传承给子孙后代；通过节水抗旱稻的研发创新，使育成的新品种播撒到全球的每个角落。”罗利军如此总结“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”这个项目的成就和未来展望。
栏目主编：黄海华 文字编辑：侍佳妮
来源：作者：侍佳妮
