从实验室到实验田 哈工大博士生把航天梦种在稻田里

01.04.2023  12:31

哈工大全媒体(刘培香/文 辛然等/图)“第一次看见一望无际的稻田,真的太震撼了。”直到今天,说起导师卢卫红教授第一次带他来到太空育种实验基地的情景,曾永仍然记忆犹新。

他一下子就爱上了这片“希望的田野”,从此开始了“稻田守望者”的生活,也在这里开启了他的太空育种梦。


曾德永和他的“太空水稻


我喜欢这种接地气的研究,从实验室到田间地头,这才是最好的青春。”曾德永说。

作为哈工大医学与健康学院空间生物学效应团队的博士生,他把最宝贵的青春年华留在了实验田与实验室里。

从“实践十号”到“神舟十四号”,再到空间站,7年埋头苦干,曾德永最大的梦想,就是有一天自己培育的太空水稻能够带着航天科技飞入千家万户。


导师卢卫红教授指导曾德永做研究


一粒种子,就是一个生命


2016年4月,曾德永小心翼翼地抱着2000粒稻种,坐在从大连开往哈尔滨的火车上。“兴奋、激动而又有一点忐忑。”7年过去了,他仍清晰记得当时的心情。

因为这些种子刚刚乘坐“实践十号”卫星从太空返回地面,经历了一场神奇的“天地之旅”后,将在广袤的黑土地上验证科学的奇迹。

他将这些万里挑一的“种子选手”带回学校,进行精心培育。


搭载“实践十号”返回的水稻种子


曾德永本科时期学的是食品科学与工程专业,但他心中始终有一个梦想,就是希望将自己所学与航天科学紧密联系起来,他一直为这个目标而努力。

2016年,怀揣对空间生命科学的向往,他被保送到哈工大食品科学与工程学科空间生物学效应团队(2021年转到医学与健康学院),跟随卢卫红教授攻读硕士研究生,开启了空间环境诱变机制研究的硕博之路。


太空水稻”萌芽


空间搭载的种子数量极少,每一粒都特别珍贵,必须要精心呵护才行……”曾德永说。

在他夜以继日地“照看”下,一粒粒种子快速萌芽,带着他的梦想一起深植于土壤之中。他就像对待襁褓中的婴儿一样,每天细心观察着这些秧苗的变化。

从发芽到移栽,从分蘖到成熟,每一株水稻的高矮胖瘦、生长变化,曾德永都记得清清楚楚。在他心里,一粒种子就是一个生命,每一天都会带给他成长的惊喜。


曾德永为变异水稻做的标注


一株水稻,就是一个梦想


你能想象红色的、紫色的水稻是什么样的吗?”曾德永说,空间环境十分复杂,而且诱变具有随机性,在一定程度上是不可预见的,这就导致从太空返回后的水稻诱变五花八门。

只有对每一株水稻进行密切的跟踪分析,才能准确掌握水稻的空间诱变机理,为空间诱变后水稻新品种的选育提供理论支撑。

在团队合作教师们的指导下,曾德永细心记录水稻的叶片高度、颜色、倒伏、抗逆、结穗等每个细节,仔细甄别性状表型与蛋白基因之间的关联。


曾德永在稻田里


曾德永告诉记者,太空育种与传统育种技术相比,能在更短时间内提高农产品品质,或者创造出新的植物品种,但是这个研究过程却是漫长的。

一颗种子从太空育种到正式投产,最快也需要七八年甚至十几年时间。”他说,经过太空辐射之后的种子,要5年左右才能跟踪到能够稳定遗传的改变,还要经过2年的DUS(特异性、一致性和稳定性)测试以及区域实验,才能向国家专业机构申请品种审定,审定通过后才能获得投产的“通行证”。

因此,每一年从春种到秋收,曾德永都借宿在当地老乡家,住在稻田边闷热而简陋的平房里,守望着那片特殊的稻田,守望着自己的梦想。

水稻的生长周期正是蚊虫肆虐的季节,每天在稻田里摸爬滚打的他经常被咬得遍体鳞伤,却始终乐在其中,因为那些沉甸甸的稻穗,就是最好的回报。

秋收一结束,他就马不停蹄地赶回实验室,争分夺秒地进行机理分析实验,只为尽早揭开空间生物学效应的奥秘。


曾德永在实验室做育苗实验


一片稻田,就是一段青春


曾德永是卢卫红教授团队第一位从事太空育种研究的博士生。在导师眼里,他就是那个传说中“别人家的孩子”——勤奋、执着、坚毅,能吃苦、肯付出,就连博士毕业论文的工作量几乎都是别人的两倍以上。

太空育种周期长,不可控因素大,能不能出成果、什么时候才能出成果,都很难预料。”卢卫红教授说,“面对这种煎熬,如果没有一股执着劲,是没办法坚持下去的。”因此她对自己的学生赞赏有加。


曾德永在实验田里采集信息


功夫不负有心人。在卢卫红教授与崔杰副教授的指导下,2020年曾德永的研究终于结出了第一颗果实,研究成果在国际上空间生命科学领域唯一一本SCI杂志《空间生命科学研究》上发表。

随后他又陆续发表了6篇知名学术期刊SCI论文,从基因组水平、转录水平、蛋白水平以及代谢水平等多方面拓展了对空间生物学效应以及空间诱变育种机制的研究。

他还培育了拥有自主知识产权的2个水稻新品种“哈工航1号”和“哈工航2号”,其中“哈工航1号”的抗倒伏性、抗病虫害性、分蘖数得到增强,“哈工航2号”的镉吸收能力降低,分蘖数、千粒重得到增强,而且维生素B6、蛋白质含量也更高。


曾德永在实验室做实验


为了水稻,曾德永不但放弃了CSC出国留学项目,还在2021年放弃了到国外院士团队学习的机会。

因为水稻需要年年种啊,我离开了水稻怎么办?”曾德永笑着说,尤其是2021年是育种田间实验的第5年,也是最为关键的一年,需要在田间确定空间诱变后所筛选的水稻是否能够稳定遗传,他毫不犹豫再次选择放弃出国、留在田间。

2022年以来,曾德永参与设计的神舟十四号、空间站模式植物暴露平台搭载水稻种子的试验方案相继通过论证。

如今,神舟十四号搭载的水稻种子已经过公证,正在实验田里静待萌芽,他又投身到空间站舱外暴露搭载的研究工作中。

经过各种严格的测试,种子样品已于3月23日正式交付,接下来这些种子将继续遨游太空,进一步验证科学的奥秘……”曾德永说,他对这些即将“上天入地”的种子充满期待。

科研之路注定荆棘丛生,充满艰难险阻,但只要我们不抛弃、不放弃,科研就会像挚友一样,你不负他,他定不负你!”曾德永对未来充满信心。



记者手记:热爱的力量


一粒米,一株稻,一片田,一个梦。

采访曾德永,让我真正理解了什么是“把论文写在祖国的大地上”。

因为他的研究,实实在在源于脚下的土地,源于每一株他精心呵护的秧苗,源于每一个在稻田里摸爬滚打的日子。

有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗,在眼前这个朴实的小伙子身上,这些词语有了具体而生动的体现。

看着与他年龄极不相符的粗糙的双手,我问他,觉得苦吗?他说,不觉得,因为我真的特别喜欢在田间地头做研究。

很难想象,来自贵州的他,会被东北广袤无垠的稻田所震撼,会对这片黑土地情有独钟,也许这就是热爱的力量。

因热爱而执着。正如卢卫红教授所说,如果没有那股执着劲,很难在稻田里坚持这么多年。曾德永不但坚持了下来,而且甘之如饴。

因为他相信青春只有在火热的实践中才能绽放绚丽之花,相信每一滴汗水浇灌的种子都会开花结果。

热爱可抵岁月长,岁月不会辜负每一个心怀梦想并努力为梦想付出的奋斗者。

曾德永说,他将带着自己的太空育种梦坚定地走下去,去探索空间生物学效应领域更多的奥秘。

我们共同期待他梦想成真的那一天。