7月8日，国家科学技术奖励大会举行，四川农业大学教授陈学伟被授予国家自然科学奖二等奖证书。这位从稻田里走出来的科学家，带领团队一起用十年时间，破解了一个长久困扰水稻育种的问题：水稻的抗病与高产之间难以兼得。由他主持完成的“水稻抗病高产协同调控的分子机理”项目，为农业科技工作者守护“大国粮仓”添上了浓墨重彩的一笔。

稻瘟病，肆虐全球稻区的“水稻癌症”，我国常年因之减产稻谷超30亿公斤，足以供养1500万人口一整年。但是，一般认为，植物进行抗病和发育都会消耗自身能量，“抗病难高产、高产难抗病”的悖论，长期都是水稻育种的一大桎梏。

针对这一难题，陈学伟团队首先以种质资源挖掘与基因鉴定筑底，通过探寻抗病与生长的平衡之道来破局。在此基础上，进一步推动抗病与高产的协同跃升，同时以绿色外源防控作为兜底保障，构建起“筑底—破局—跃升—兜底”的完整链条。四个板块逻辑层层递进，环环相扣，构建起从基因到田间、从内在免疫到外源防控的一套完整解决方案。

“传统认知里，抗病性过强必然抑制生长，因为植株能量分配有其上限。”陈学伟道出突破的核心，“我们就是要发掘一些基因，它们能智能‘按需激活’，以此打破能量掣肘。”

团队成员分工协作，十年求索，找出了四把关键“钥匙”。

第一把就是“种质筑基，发掘‘隐藏密码’”。团队从全球28个国家搜集3100份水稻种质，构建核心群体，首创基因组结构变异与拷贝数变异精准鉴定技术，绘制国际首个水稻图形基因组，发掘14.1万个结构变异、2.4万个拷贝数变异，其中82%和95%为全球首次发现。也正是基于此，一个广谱抗病资源“地谷”进入了团队视野。

随即，他们找到了第二把钥匙。从“地谷”中，团队耗时6年克隆出抗病新基因Bsr-d1。陈学伟形容，它像个“智能免疫调节器”，病原菌侵染时，水稻下调其表达，促过氧化氢适度积累抵御病菌。“病菌被清除后，它又恢复表达，保障正常生长，实现抗病不牺牲产量。”至此，“抗病必抑生长”的传统认知被打破。

第三把钥匙，就是抗病与高产协同，实现“双向增益”。团队从3100份种质中筛选出87份高产材料，经三年多点抗性鉴定，最终首次发掘到一个既抗病又高产的双效基因IPA1。 

它像个枢纽开关，受到病原菌侵染时磷酸化激活免疫，病菌清除后又能去磷酸化调控产量。这一发现又颠覆了“单基因无法同时调控增产与抗病”的传统认知，使抗病与高产协同提升成为可能。

而最后一把钥匙则是绿色防控，加固外源性稳产“防线”。稻瘟病大暴发时，再抗病的品种也可能“扛不住”。但传统农药用量大、污染重。

陈学伟带领团队从病菌的“进攻路数”入手，从1500份稻瘟菌中鉴选出35份具有遗传代表性的菌株，想方设法摸清了其依赖超长链脂肪酸合成酶作为“入侵钥匙”的机制，并成功筛选到了一种低浓度就能锁住这把“钥匙”的化合物，其对人畜安全风险极低，且环境友好。这一成果被专家评价为“病原菌致病机理及新农药创制领域的重大突破”。

陈学伟教授。四川农大供图