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刘耀光:深耕水稻育性研究,永无止境

时间 : 2022-02-21 16:32:14 来源 : 广东省科学技术厅 【字体: 【打印】

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  刘耀光,中国科学院院士,植物遗传学家,华南农业大学教授,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室副主任。1954年3月生于广东省韶关市。1981年毕业于华南农业大学(原华南农学院),1988年获日本香川大学硕士学位,1991年获日本京都大学博士学位。1996年6月回国至今,在母校华南农业大学任职。1997年获“国家杰出青年基金”,2004年获全国五一劳动奖章,2006年获全国师德标兵称号,2012年入选广东省“南粤百杰”,2014年获“全国优秀科技工作者”称号,2017年当选中国科学院院士。

  1.几十年如一日,坚持从事杂交水稻育种

  2010年前,刘耀光就在水稻育性研究方面揭示了包台型细胞质雄性不育(CMS)及育性恢复机理,建立了自己的学术名片,但他并不满足于阶段性成果、固步自封,而是数十年如一日,坚持在这个领域潜心研究。历经多届研究生的接力,多次研究方案的调整,刘耀光带领团队终于在2013年阐明了三系杂交稻应用最广泛的野败型CMS不育发生与育性恢复的分子遗传机理,首次提出了“植物CMS/RF系统不同层次的核质互作控制不育与育性恢复”的分子模型。接着,他又通过追溯细胞质不育基因WA352的起源进化机制,提出CMS基因经过“多次重组-原基因形成-序列和拷贝数变异-功能化”的起源进化模型。

  在杂交稻应用上,水稻种间及亚种间籼粳杂交种具有强大的杂交种优势,但杂交种不育现象限制了远缘杂交种优势的利用。刘耀光先后阐明了水稻籼粳亚种间杂交种不育基因Sa和Sc的分子作用机理:率先发现Sa由两个基因SaF 和SaM组成单一复合遗传座位的现象,该成果推动后续杂交种不育位点的分子克隆,引起了国际同行的极大关注。之后,刘耀光继续攻关其他杂交种不育基因座Sc的作用机理与Sa不一样,通过拷贝数来影响杂交种不育的育性转换。

  2.追赶技术前沿,研究出基因组编辑技术体系

  “工欲善其事,必先利其器”。在基因工程技术发展日新月异的今天,刘耀光紧跟先进技术的发展前沿,开发了多项新技术,加速水稻基因功能研究和作物育种进程。他在原先可转换人工染色体(TAC)基础上,进一步完善开发了大片段和多基因组装转化载体系统Gene STII,成为代谢通路等多基因复杂性状遗传改良的有效工具。刘耀光利用该系统,把花青素和虾青素先后转化水稻,培育出首个功能性水稻种质“紫晶米”和“赤晶米”,为我国开发、储备了一批营养价值高、色彩丰富的水稻新种质,极大地推动了植物合成生物学和作物生物强化研究领域的发展。他还开发了高效基因组编辑系统 CRISPR/Cas9,具有高效性和简便性,用于各种植物的基因功能研究和遗传改良。与之配套的还开发了基因组编辑“一站式”在线软件包CRISPR-GE,每月在线访问使用量达20000余次,其中利用DSDecodeM分析的测序文件数每月达20000余件。刘耀光开发的这些技术,被国内外数百个实验室利用,将对植物科学、农业科学和生物技术的发展产生重大的推动作用,产生重大的社会效益和经济效益。

  经过前期的长期积累,近十年来刘耀光可谓厚积薄发,开华南农业大学历史先河把研究成果发表在Nature Genetics,Annual Review of Plant Biology,Cell Research,Nature Communications, Molecular Plant等一系列国际高端学术刊物,把华南农业大学学术水平又推向了新的高度。相关成果后来被写进国际高校教材《Plant Physiology and Development (植物生理与发育)》和国内教材《遗传学》(李再云/杨业华主编)中。先后获得广东省自然科学一等奖、大北农科技创新奖、大北农基因工程奖,国家自然科学二等奖。正是对其科研业绩及学术道德的高度认可,刘耀光于2017年当选为中国科学院院士。  

  从团队长远布局来看,刘老师杂交种不育方面以籼粳杂交种不育为主,亚非弱化一些。

  面对成绩和荣誉,刘耀光院士表示:“科学是不断发现,不断探索,无止境的过程。目前的荣誉是对自己坚持科研的一种认可,并不是他的最终目标。”

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