“浙里”科學家故事丨中國科學院院士何祖華：扎到田里去 只為稻花香

編者按

在百年的科技奮斗史中，浙江英才輩出，燦若繁星，眾多著名科學家在“浙里”熠熠閃光。為弘揚新時代科學家精神，省科協開展“打造科學家群落，弘揚科學家精神”行動。本號特推出“‘浙里’科學家故事”專欄，以弘揚科學家精神為主線，通過摘錄、轉載和整理等方式，全方面呈現一批近代浙籍或在浙江工作過的著名科學家的故事，傳承科學家精神，涵養優良學風，引導全省科技工作者為忠實踐行“八八戰略”、奮力打造“重要窗口”，爭創社會主義現代化先行省，高質量發展建設共同富裕示范區凝聚力量。

人物名片

何祖華，1962年生于浙江諸暨，中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員、博士生導師，中國科學院院士，上海市人民政府參事。主要從事植物抗病信號轉導、功能基因和信號途徑互作研究，致力于創制廣譜抗病且高產的水稻資源。獲國家自然科學獎二等獎、國家科技進步獎二等獎、第十七屆談家楨生命科學成就獎等榮譽。

扎到田里去 只為稻花香

——記中國科學院院士何祖華

何祖華參加科普活動。 受訪者供圖

谷雨過后，田間秧苗正青。在位于上海的中國科學院分子植物科學卓越創新中心，我們與何祖華院士的對話從一碗米飯開始。“現在大家能吃上更香、更好的米飯，離不開育種專家選育的優質品種。”何祖華說，“稻米的品質好不好，抗病能力是非常關鍵的一環。”

談及此，這位與水稻打了40多年交道的科學家站起身來，提議先去人工氣候室看看。那是一座玻璃外墻的4層獨棟建筑，可控環境面積1650平方米，儲存著豐富多樣的稻株。

等電梯時，何祖華指著墻角幾盆不起眼的“雜草”說，這是剛從海南國家南繁科研育種基地帶回的水稻，已經結穗。我們頗為吃驚，他哈哈一笑：“和你們想象的不太一樣吧？”

這是一位樂呵呵的農學家，采訪中總能聽到他爽朗的笑聲。聊到技術細節時，他會忽然提到水稻的美：“揚花時，白嫩的小花，一朵便是一粒谷子，飄蕩在綠野中，美極了。”多年來，何祖華帶領團隊一腳田間、一腳前沿，目標不止“增產”，更是“穩產”：讓水稻能頑強抵抗病害，深深扎根，無論風雨，始終茁壯生長。

與水稻瘟疫一較量就是34年

何祖華在人工氣候室看稻株。 記者 徐文迪 攝

走進人工氣候室，熱浪撲面而來。這里的水稻被稱作“材料”，掛牌上簡單寫著播種時間、品種和負責學生的信息。在我們看來十分相似的水稻，何祖華卻能一一指出門道：“這株葉片寬，抗病性好；那株白胖飽滿，產量高……”在他眼里，每一株水稻的綠黃、高矮，都像“孩子”一樣各有個性。每年，他都期待新“孩子”的到來，并津津有味地觀察、分析它們的成長。

“水稻和人一樣，都會生病。但人可以接種疫苗預防，植物能否抗病，很大程度上是天生的。”何祖華說。他的研究邏輯始終清晰：尋找抗病最強、抗性最久的種質，再從中挖掘出發揮作用的關鍵基因。

工作聽起來簡單：用注射器為水稻接種病原，篩選抗病單株，再經過雜交、回交、多代選育……獲得好材料后，最終送往各大稻區的“病圃”接受自然鑒定。

可實際困難，遠超想象。

尚不論水稻有12對染色體、約4.3億個堿基對，尋找特定基因如同大海撈針。光是病菌的善變，就足以令人頭疼。

“水稻生起病來很可怕。”何祖華說，業內稱之為“瘟”，因為一旦染病，輕則減產10%，重則顆粒無收。1983年，本科剛畢業的他隨導師申宗坦教授去浙江桐廬山坳采樣，所見觸目驚心：蔫黃的水稻頂著白穗，整片稻田顆粒無收。農戶捧著枯萎的秸稈，滿臉愁容地懇求：“專家，想想辦法吧。”

很長一段時間，農藥是唯一干預手段——栽秧前、分蘗期、出穗前都要打藥，發病了再追加。可藥效一過，病害又可能卷土重來。我國因此在水稻品種審定時實行“一票否決”：若對稻瘟病抗性差，便不允許推廣。

于是，稻瘟病成了何祖華立志翻越的山。他埋頭其中，只為尋找更好的抗病之路。

那些年，何祖華頭戴草帽、腳踩膠靴，包里裝著毛巾、水壺和補充鹽分的榨菜，一年三季奔波在田間——春天在杭州，夏天趕赴廣西或福建，冬天又轉戰海南。為及時觀察，他甚至在農藥倉庫住了3個月。最終，在稻瘟病猖獗的湖北恩施，他找到了古老品種“谷梅四號”。它抗病性驚人，但產量和品質卻不理想。

將抗病基因搬到優良品種上，成為關鍵一步。但何祖華很快發現，自己看不懂許多植物基因領域的論文。于是，1992年他脫產讀博，師從病理學家李德葆教授，專攻抗病基因定位；1997年又赴美國做博士后。

21世紀初，他回國組建團隊，正式向稻瘟病發起挑戰。沒有成功經驗，就不斷試錯，一步步縮小范圍。6年攻堅，團隊終于破局，鑒定出一個能對抗幾乎所有稻瘟病變異菌株的廣譜抗病基因位點，命名為“Pigm”。

何祖華承認存在“科學的偶然性”——Pigm不光成功了，還創造了奇跡。成熟作物抗病性的最佳維持期通常只有五到六年，但Pigm打破了這個規律，至今仍展現出持續的抗性。

Pigm成了何祖華的“代表作”，但研究并未止步：要想持久“抗瘟”，必須弄清稻瘟病菌與水稻之間的“攻防博弈”。于是，團隊又花十年，從源頭系統揭示了Pigm的作用機制。原來，這個“矛盾綜合體”包含兩個功能相反的基因，一個主抗病但會導致減產，另一個主增產卻抑制抗病性。正是這種巧妙的平衡，讓水稻既不因抗病“過度”而減產，又有效延緩了病菌的變異進程。

2017年，這項揭示全新植物免疫機制的成果登上《科學》雜志。至今，Pigm已被國內40多家種子公司和育種單位應用，累計推廣種植面積7000萬畝。“搞清機理，通過加強防衛代謝網絡，提升水稻的天然抗病力。”何祖華說。

到泥土里去找答案

何祖華的研究，始于實驗室的基因篩選，但真正的驗證，必須把時間交給腳下的泥土。“一定要種在土地里。”他堅信，材料必須經歷真正的陽光、風雨，甚至意外極端氣候的考驗——這是任何精密調控都無法替代的。

何祖華出生在浙江農村，上大學前他常在地里幫忙。兒時最深的記憶，是新年那口新米年糕的滿嘴稻香。他說，那個年代，憑糧票買的常是陳米，“都沒米味”。歲月流逝，所有記憶歸為一句話：不曾經歷過的人，難懂一碗飯的價值。

1979年高考，他毫不猶豫報考浙江農業大學。下田，對他來說是樂事，而非任務。一有空，他就跟著老師往實驗地里鉆，耕種、澆灌，觀察作物生長。貼近土地，讓他安心、踏實。

“我們要在不同的基地間來回調查抗病性，一年里，約三分之一的時間離家在外。”何祖華回憶，當時交通不便，從杭州到國家南繁科研育種基地，先坐兩天一夜火車到廣州，再轉汽車到湛江，換船顛簸數日至海口，下船后還得輾轉拖拉機甚至步行，才能抵達試驗田。“好幾次趕上水稻開花要做雜交，春節都是在田里過的，整個團隊一起守著。”何祖華說，“因為這一季耽誤了，只能等下一季，實驗材料就浪費了。”

這份與土地的聯系，延續至今。每逢水稻開花、接種等關鍵節點，何祖華必親自下田。他信奉：要到泥土里去找答案。

他像農民一樣勞作。“太陽底下不穿白色防曬衣，必須戴寬邊大草帽”，是他多年田間經驗積累的訣竅。他也不全像農民：農民大面積播種、大把插秧，他一粒一粒種、一株一株插，“幾株混在一起，不好比較，難發現特殊性狀，也不便估產”。

在國家南繁科研育種基地，何祖華（右）在查看稻情。 受訪者供圖

若田里發現問題，哪怕是被何祖華稱為“重點保護對象”的女學生，也得頂著40℃的高溫，踏入有些燙腳的稻田水中，拔秧、捆扎、掛牌、插秧，彎腰檢查地里的材料。“田里情況復雜。”何祖華說，“一株水稻生病，可能是自身基因問題，也可能是旁邊植株傳染的。”團隊成員都有駐扎在田邊過夜的經歷，“他們必須時刻清楚自己材料的情況”。

如今，不諳農事的年輕人越來越多。95后女生焦方園進何祖華課題組前，從未見過水稻。第一次插秧，她雙腳陷進泥漿，難以拔出。于是，何祖華給自己定下一個規矩：親自帶新生下田，從細節教起。

這份親力親為，源于他的求學時代。導師申宗坦治學嚴謹，要求學生的田間記錄本必須清清楚楚，寫明雜交組合、播種期、始穗期等細節。

何祖華記得，一次苗期接種稻瘟病，導師要求每粒種子間距一厘米。“那次要接種上千個株系，我找來幾位師弟幫忙。先生不放心，一直在旁監督。”“申老師85歲時，還在樓頂自己種水稻，做實驗。”申宗坦還曾問他：“開花基因長什么樣？”何祖華畫了模型圖給他看，老人看懂了，很高興。

科學，必須嚴謹。“我覺得，搞農業研究沒啥新方法，就是盡可能多看、多種、多選，扎到田里去。”何祖華常對學生說，哪怕株距不同，作物長勢也可能不同。所以，實驗設計必須保證每株種植條件一致。“這是課題組的傳承。”

等待，最美妙也最痛苦

何祖華說，科研是樂趣與壓力并存。回想2000年初到中國科學院，他原本只想克隆1個抗病基因位點。沒想到，工作越做越多，也越做越有趣——就像走進一片看不見盡頭的稻田，每一株禾苗都可能藏著未知的答案。

稻亦有道。在追求“短平快”的時代，是水稻教會他“做科研急不得，得一步步來”。于是，何祖華團隊不慌不忙：一項課題，做了近15年；一個目標，追了40余年。即便發現了關鍵基因Pigm，2009年至2014年，團隊一直未在國際頂尖期刊發文。

何祖華坦言：水稻育種最美妙也最痛苦的事，都是等待。

等待一株水稻長大。從一粒種子開始，抽芽、成苗、拔節、抽穗、開花、結實。誰也不能打擾這個節奏，不能加快，也不能減緩。“何祖華們”的工作以年為單位。觀察一個生命周期，就是一年。即使在海南，一年也不過兩次。

“把一個好品種和另一個品種雜交，后代會表現眾多性狀。所以改良必須做回交育種，至少回交五六次。”何祖華說，“基因挖掘并驗證功能，就要兩代學生。基因改良后的育種，又是十年，至少三代學生。”

提及團隊今年4月最新發表的抗病基因Xa48，論文第一作者、中心副研究員林輝對這場長跑記憶猶新：此前在抗白葉枯病中立下汗馬功勞的抗病基因Xa21，被新變異病菌攻破。“最終是利用能攻破Xa21的菌株，對數千份水稻資源逐一篩選、比對，歷經20年攻關，在一種叫‘雙科早’的秈稻里找到的新基因Xa48。”林輝說，將Xa48的針對性抗病能力與Xa21的基礎抗病能力結合，重構類似野生稻的廣譜抗性。

但何祖華沒說其中艱辛，反而笑道：“《自然》的編輯也可愛，根據基因的名字特意把發表日期定在4月8日。”

何祖華的下一個目標，是稻曲病。“這病很奇怪，看不見摸不著，突然爆發。等農民想打藥，已經來不及了。”他說，與稻瘟病不同，抗稻曲病需多個基因協同作用。這意味著，要把多個抗病基因“裝配”進一個品種，“難度成倍增加，但也要繼續干。”

培育過程，太多事無法控制。唯一清晰的規律是：病菌總在與宿主的斗爭中共同進化。40余年與水稻相伴，何祖華愈發清楚地認識到：人類與水稻，同是自然進化的產物。人類想生存，水稻亦然。育種，是兩者一起尋找共生之道，“雖然過程充滿偶然，但遺傳學不會騙人。”

談話間，我們時常用手撥開身旁的稻株——無論是矮壯的稻株，或是高達2米的野生稻，在高高低低的稻叢間一路穿行。顯然，水稻、病菌與人類一樣，都是與自然適應的結果。我們永遠無法預知自然的全部答案。但只要站在大地上，扎根泥土、持續埋頭，意想不到的驚喜，總在前方等待。

記者手記

之前，跟著水稻研究員跑試驗田，常見這樣一幕：這些與大自然聯合創作的農學家會在田邊久久駐足。眼前是數千株水稻，在風中翻成綠波。外人看去或許差別不大，但在他們眼中，每一株都是獨特的生命，仿佛在訴說只有他們能懂的話。

當問及：這株水稻，好在哪里啊？

他們總答：一看就知道。

語氣平常，就像認出熟人的背影。“水稻就像小孩。有的個子高，有的個子矮；有的膚色白，有的紅潤；有的性情溫和，有的暴躁……哪一個孩子是最好的？只能等它長大，等到最后再來評價它。水稻也是和人一樣，有自己的性格，會變化，會生長。”

但這份輕描淡寫背后的積累，我們想不到：可能是無數個清晨黃昏，他們一株一株、一遍一遍地看，看葉片角度，看莖稈力度……眼光，就是這樣“泡”出來的；直覺，就是這樣“長”進身體里的。

不止聽一位專家說過：人類要活，植物也要活。科學家的角色，從來不是自然的征服者或主宰者，而是一個耐心的翻譯和謙遜的協調者——在人類需求與植物天性之間，尋找那個微妙的、動態的平衡。

自然也是最高明的對手，它看似慷慨地展示規律，又永遠藏著后手。比如，稻瘟病中的小種優勢群落，也在相互競爭。“這就像在一個團隊里面，有個小子一直都不聲不響的，但突然有一天，他突發奇想，也跳出來調皮搗蛋了。”這種未知與不確定，讓科學家們常保持謙卑，這也是農業科研的魅力所在。它讓探索成為一場沒有終點的、充滿驚奇的旅程。

于是，他們日復一日地站在稻田里。風吹過稻葉的聲響，泥土的氣息，陽光的溫度，都在傳遞信息。答案不在理論中，在這一株株具體、蓬勃的生命里。他們俯下身，那里沒有一勞永逸的勝利，只有持續的理解、回應與共生。

來源：浙江日報

責編：葉　揚

美編：陳路漫

一審：何百岳

二審：方佳佳

三審：王陸軍