7月8日，2025年度國家科學技術獎在北京揭曉，四川農業大學陳學偉教授被授予國家自然科學獎二等獎証書。這位從稻田裡走出來的科學家，帶領團隊用10年時間，破解了一個長久困擾水稻育種的問題——水稻的抗病與高產之間難以兼得。由他主持完成的“水稻抗病高產協同調控的分子機理”項目，為農業科技工作者守護“大國糧倉”添上了濃墨重彩的一筆。

四川農業大學陳學偉教授。四川農業大學供圖

向“水稻瘟疫”宣戰，直面育種困局

稻瘟病，肆虐全球稻區的“水稻癌症”，我國常年因之減產稻谷超30億公斤，足以供養1500萬人口一整年。但是，令水稻育種界束手無策的是，水稻抗病與高產仿若天生對立：一般認為，植物進行抗病和發育都會消耗自身能量。抗病品種需耗費大量能量維系免疫，往往以減產為代價﹔高產品種則能量主要用於生殖發育，抗性弱，容易染病。“抗病難高產、高產難抗病”的悖論，長期都是水稻育種的一大桎梏。

直面這一痛點，陳學偉和團隊一起，展開了一場從基因到田間的系統攻堅：首先以種質資源挖掘與基因鑒定筑底，通過探尋抗病與生長的平衡之道來破局﹔在此基礎上，進一步推動抗病與高產的協同躍升﹔同時以綠色外源防控作為兜底保障，構建起“筑底—破局—躍升—兜底”的完整鏈條。4個板塊邏輯層層遞進，環環相扣，構建起從基因到田間、從內在免疫到外源防控的一套完整解決方案。為盡可能提高研究效率，團隊成員兵分4路同步推進、互為支撐。

“傳統認知裡，抗病性過強必然抑制生長，因為植株能量分配有其上限。”陳學偉道出突破的核心，“我們就是要發掘一些基因，它們能智能‘按需激活’，以此打破能量掣肘。”

4把鑰匙，層層解鎖世界級原創突破

團隊成員分工協作，10年求索，他們的回答就藏在4把“鑰匙”裡。

第一把鑰匙——種質筑基，發掘“隱藏密碼”。團隊從全球28個國家搜集3100份水稻種質，構建核心群體，首創基因組結構變異與拷貝數變異精准鑒定技術，繪制國際首個水稻圖形基因組，發掘14.1萬個結構變異、2.4萬個拷貝數變異，其中82%和95%為全球首次發現。也正是基於此，一個廣譜抗病資源——“地谷”進入了團隊視野，為他們開啟了找到第二把鑰匙的大門。

第二把鑰匙——平衡抗病與生長，實現“魚與熊掌兼得”。從“地谷”中，團隊耗時6年克隆出抗病新基因Bsr-d1。它像個“智能免疫調節器”：病原菌侵染時，水稻下調其表達，促過氧化氫適度積累抵御病菌﹔病菌被清除后，它又恢復表達，保障正常生長，實現抗病不犧牲產量。這一發現打破了“抗病必抑生長”的傳統認知，入選2017年度“中國生命科學領域十大進展”。

第三把鑰匙——抗病與高產協同，實現“雙向增益”。團隊從3100份種質中篩選出87份高產材料，經3年多點抗性鑒定，最終首次發掘到一個既抗病又高產的雙效基因IPA1。它像個樞紐開關：受到病原菌侵染時磷酸化激活免疫﹔病菌清除后又能去磷酸化調控產量。這一發現十分令人驚喜，因為它打破了“單基因無法同時調控增產與抗病”的傳統認知，使抗病與高產協同提升成為可能。這一重要發現入選2018年度“中國農業科學領域重大科研進展”，並被全球約8000位頂尖生物醫學專家組成的“F1000Prime數據庫”兩次推薦為“新發現”。

第四把鑰匙——綠色防控，加固外源性穩產“防線”。稻瘟病大暴發時，再抗病的品種也可能“扛不住”。但傳統農藥用量大、污染重。陳學偉帶領團隊從病菌的“進攻路數”入手，從1500份稻瘟菌中鑒選出35份具有遺傳代表性的菌株，想方設法摸清了其依賴超長鏈脂肪酸合成酶作為“入侵鑰匙”的機制，並成功篩選到了一種低濃度就能鎖住這把“鑰匙”的化合物——它對人畜安全風險極低、環境友好。這一成果被專家評價為“病原菌致病機理及新農藥創制領域的重大突破”。

10年攻關，做頂天立地的科研

國家大獎的背后，鐫刻著陳學偉近30年的初心堅守，也凝聚著項目組成員奮斗拼搏的心血。

1997年，24歲的陳學偉還是在讀研究生，在導師周開達院士、李仕貴教授、朱立煌研究員、黎漢雲研究員等的指導下，開始在廣譜抗病水稻中，尋找抗病基因。

2011年，陳學偉作為高端人才回到母校四川農業大學，組建團隊接續攻關。這是一場艱苦卓絕的“拉力賽”：種質資源收集跨越全球28個國家，表型鑒定每年涉及五六千份材料，田間記錄摞出幾百斤厚冊子。欽鵬小組耗時10余年解析基因組，李偉滔小組6年如一日從數萬個后代中鎖定關鍵位點，王靜小組為攻克IPA1機制經歷過整整2年的瓶頸期——無數次實驗折戟，無數次推倒重來﹔賀閩小組單是証明“病原菌超長鏈脂肪酸的致病作用機理”就耗時2年。盛夏，團隊成員曾連續一個月每周4天泡在田裡，頭頂烈日、腳踩泥濘，“每天帶一身泥回家”。沒有甘坐冷板凳的定力，就沒有基礎研究的“一躍”﹔沒有把論文寫在大地上的情懷，就沒有成果落地的“一程”。

陳學偉說，袁隆平、周開達等前輩讓水稻增產、消除飢餓﹔我輩接力，要在增產之上筑牢抗病屏障、減藥增效﹔以后國家糧食安全要保障、農業科技要發展，還需朝著抗病、高產、優質、營養多元的目標奮進。這種不斷求索的信念，支撐著團隊在基礎研究前沿不斷突破，也始終不忘將科學發現轉化為田間實效——他們的研究成果培育出抗病高產水稻新品種35個（其中國審品種12個），累計推廣1323萬畝﹔其中“川康優6308”獲評超級稻，連續3年入選四川省農業主導品種﹔核心先導化合物已賦能農化上市企業，助力綠色農藥研發。

“水稻與稻瘟菌的軍備競賽永不停歇，我們的科研也永無止境。”陳學偉目光堅定。從重慶梁平的兒時稻田，到國際頂刊的版面，再到稻浪起伏的田野——這一路的足跡，是一個人、一個團隊對土地最深情的回答，也是農業科技工作者“頂天立地”最生動的注腳。（楊雯）