近期在国际顶刊《自然》发表了3篇论文——

这家“国字号”实验室有何独门绝技？

培养室里的作物幼苗。 　　四川日报全媒体记者 裴玉松 摄

陈学伟（右一）指导学生进行水稻表型鉴定。 　　四川农业大学供图

□四川日报全媒体记者 裴玉松
　　在四川农业大学科技园（一期）看似平常的办公楼二层，一场关乎粮食安全的“无声战役”正悄然打响。这里，是西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室的核心实验基地，宛如一个致力于破解作物抗病、高产与优质协同难题的“最强大脑”。
　　近期，该实验室的陈学伟团队与黄永财团队，先后于国际顶级期刊《自然》（Nature）发表3篇论文。其中一篇是聚焦水稻免疫系统的新成果，另外两篇是关于玉米氮素利用及高蛋白玉米品种选育的新突破。这一系列重大成果，使这个“国字号”实验室走进了公众的视野。
　　这家“国字号”实验室有何独门绝技？6月22日下午，记者前往一探究竟。

实验室有什么？“基因银行”与“科研舰队”
　　步入实验室，在恒温恒湿的培养室里，水稻、小麦、玉米等幼苗在不同生长阶段井然排列。“即便针对同一种作物，不同团队的研究视角也可能大相径庭。”实验室主任陈学伟介绍，有的团队专注于分子选育，而有的团队则着力于抗病研究。
　　支撑这些科研探索的，是一座庞大的“基因银行”。目前，实验室保存着来自全球的近6万份作物种质资源。正是依托这些宝贵资源，黄永财团队才得以追溯玉米的祖先基因，进而取得重大发现。
　　为何要建这个实验室？这主要归因于四川特殊的农业环境所带来的巨大压力，以及四川在国家粮食安全与农业现代化全局中的重要地位。
　　一方面，四川具有“寡日照、高湿度、小温差”的典型气候特征。这不仅对作物的光合作用形成制约，还为真菌病害的滋生创造了条件，导致单产提升困难，稳产难以保障。“就拿被称作水稻‘癌症’的稻瘟病来说，它不仅致使全球水稻年减产10%—30%，其病原菌产生的毒素还具有潜在致癌性，容易对人体健康造成风险。”陈学伟举例说明。
　　另一方面，四川是我国发展的战略腹地，在保障粮食安全和维系区域经济发展方面发挥着重要作用。在四川布局国家重点实验室，既是建设新时代更高水平“天府粮仓”的迫切需求，也是筑牢国家粮食安全战略西部堡垒的有力保障。
　　长期以来，抗病与高产难以兼顾、高产与优质难以并存、抗病与优质难以协同，一直是粮食生产面临的现实难题，科研人员始终致力于在三者之间找寻平衡点。“对抗病害需要消耗能量，这往往与高产优质的目标相互矛盾。”陈学伟解释道，实验室的重要使命，便是寻找处于枢纽地位的基因开关，让作物既能“身强体健”，又能“硕果累累”，还能做到“营养健康”。科研人员借助基因组编辑等技术，精准“剔除”或“中和”有害基因，从而保护粮食作物的优良性状。
　　成立5年来，一些重大科研成果已从实验室走向生产一线。例如，实验室培育的“川康优2115”水稻、“蜀麦114”小麦等品种，已在全国大面积推广。

未来走向何方？ 聚焦智慧农业、设施农业攻坚
　　此次西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室引发行业内外高度关注，主要源于陈学伟团队、黄永财团队的重要发现，在一定程度上解决了粮食生产的“痛点”。
　　陈学伟团队揭示了水稻免疫系统被病菌“劫持”的新机制，为病害防控提供了全新靶点；黄永财团队从野生玉米中成功克隆了两个关键基因，为提升玉米蛋白含量、减少豆粕进口依赖找到了“金钥匙”等。
　　这些重要突破成果，将陆续从实验室走进田间地头，为粮食生产助力。“科研成果的价值在于转化，我们的工作必须紧密贴合粮食生产实践。”陈学伟说道。展望未来，实验室的科研攻关路径已然明晰。
　　首先是良种与智慧的深度融合。实验室将持续围绕“抗病、高产、优质协同”这一主攻方向，运用人工智能（AI）、大数据等前沿技术赋能智慧育种，加速抗病、高产、优质基因的高效聚合，实现从经验育种向精准设计的跨越。
　　其次是良法与环境的系统研究。今后，团队的研究视野将拓展至作物生长的地下空间与地上空间，重点研究作物与土壤及土壤微生物，以及光照、温度、湿度等因素如何对作物的抗病性、产量、品质实现复合调控，为不同生态区培育相应品种并定制最优栽培方案提供科技支撑。
　　最后是前瞻性布局设施农业的病虫害防控。实验室已将设施农业的生态安全与病害绿色防控列为“十五五”重点规划方向，旨在为应对未来无人种地带来的新挑战，提供战略性的科技储备。
　　从论文的密集突破，到未来规划的清晰蓝图，这个国家重点实验室正回应着时代对粮食安全的迫切呼唤。