水稻生物學國家重點實驗室建設與發展實踐

王亞琴， 葉恭銀

(浙江大學 水稻生物學國家重點實驗室， 農業與生物技術學院， 杭州 310058)

0 引 言

重點實驗室是科技創新體系的重要組成部分，是知識創新和技術創新的結合體。國家重點實驗室的主要任務是圍繞國家戰略目標，針對學科發展前沿和國民經濟、社會發展及國家安全的重大科技問題，開展基礎研究、應用基礎研究、基礎性工作和競爭性高技術研究，成為國家創新體系中原始創新成果產出的核心基地[1-3]。“十二五”期間，水稻生物學國家重點實驗室(以下簡稱水稻重點實驗室)緊緊圍繞國家糧食戰略和學科前沿發展需求，求實創新、深化改革，以推動實驗室的內涵發展，齊抓并舉基礎研究和轉化應用兩條主線，以明確優勢學科為依托，以加強條件制度建設為保障，以培養創新領軍人才為抓手，以深化合作交流為活力，現已基本形成“開放、聯合、流動、競爭”的良好學術環境，并取得一系列成效。本文對水稻重點實驗室“十二五”以來建設與發展實踐進行總結，以期為同類型實驗室建設管理與可持續創新發展提供參考。

1 水稻重點實驗室簡介

水稻重點實驗室依托中國水稻研究所和浙江大學，于2003年獲科技部批準建設，2006年12月通過建設驗收。實驗室緊緊圍繞“糧食安全”這一國家重大戰略需求，以水稻資源學和分子育種研究為重點，以水稻種質改良與創新遺傳學、發育生物學、環境生物學和分子育種為主要研究方向，開展水稻生物學研究，著力解決我國水稻產業可持續發展的關鍵問題，為稻作科技發展提供先進的資源、技術和理論平臺。

2 主要做法和經驗

2.1 以學科優勢為依托，準確定位研究與發展方向

研究方向是國家重點實驗室建設與發展的根本，正確的研究方向是實驗室建設、發展高水平基礎研究和應用基礎研究的重要導向[4-5]，是每一個國家重點實驗室需要確定的戰略性目標，只有制定科學精確的研究方向，才能發揮實驗室的優勢和特色，集中資源和力量開展科學研究，攻克關鍵共性技術[6]，形成代表性的科研成果。水稻重點實驗室涵蓋植物保護學科、作物學和生物學等一級學科，均為2家依托單位的優勢學科。“十二五”期間，實驗室立足發展、結合自身優勢，調整并確定了水稻重要農藝性狀基因的克隆及轉基因技術、水稻超高產分子育種、水稻重大病蟲害成災機理及控制、水稻高產優質的生理生態基礎與環境調控等4個學科方向。這4個方向緊密結合國家農業發展方向，相輔相成，對重點實驗室明確定位、聚焦方向、突出優勢、加快發展具有重要意義。同時，水稻重點實驗室聘請了由中科院李家洋院士擔任學術委員會主任，國內生命科學研究領域的知名專家學者擔任委員的學術委員會，為重點實驗室的學科布局、研究發展方問診把脈，建言獻策。

2.2 以提升創新能力為根本

原始性創新作為科技創新的主要源泉, 不僅能夠帶來科學技術的重大突破, 而且能夠帶動新興產業的崛起和經濟結構的變革[7]。優化配置科技資源[8]，增強科技儲備，提升原始創新能力，開展基礎研究、應用基礎研究和基礎性工作，是國家重點實驗室在科學前沿探索中應盡職責。水稻功能基因組學與分子育種技術是水稻重點實驗室的主要基礎研究工作，實驗室通過在重要農藝性狀功能基因克隆、性狀控制機理、優良性狀的分子設計育種等研究中，進一步提升了科技創新能力。“十二五”期間，實驗室在水稻重要功能基因剖析、稻飛虱災變機理等重點領域，取得了突破性進展。同時，實驗室強化基礎與應用研究相結合，將服務“三農”、促進科技成果轉化、提高國家糧食生產能力為己任，在水稻種質創新、育種新技術研發等方面開展轉化應用與推廣，有效發揮了生物育種和優良種質在促進農業長期穩定發展，保障糧食安全中的作用。

2.3 以實驗室公用平臺資源為基礎

公用平臺是支撐科學研究的基礎保障之一，也是與國內外科研院所和高校開展合作研究的重要基地，能為國內外不同機構提供實驗儀器、數據信息等服務資源，具有公益屬性。公用平臺的建立除了以實驗室為主要基地外，還要通過與依托單位的其他科研平臺進行人才、設備、學科等資源整合，推動學科發展，保障科研項目有序開展。水稻重點實驗室聯合中國水稻所和浙江大學分析測試中心，現已建成實驗室公共實驗平臺、稻米品質分析檢測公用平臺、水稻科技信息共享平臺、水稻兩用核不育系育性鑒定平臺等4個公用平臺。同時，實驗室購置了價值逾5 300萬元的大型儀器設備，并配備專業技術人員進行管理，在充分滿足實驗室科研需求的前提下，向依托單位及全社會開放。實驗室創建的“國家水稻數據中心”(http://www.ricedata.cn/)網站，還向公眾免費提供水稻品種、系譜、優質種質、突變體、分子標記、基因(QTL)和文獻等數據資源的檢索服務。

2.4 構建全方位合作交流格局

合作交流對加強國家重點實驗室建設、順利開展各項工作、提升研究水平、改善實驗室科研環境、不斷提高運行和管理水平均具有重要作用[9]。水稻重點實驗室一直堅持“開放、流動、聯合、競爭”的方針，面向國內外開放運行，以開放的主動贏得發展的主動，形成良性互動、合作共贏的發展格局[10]，也有效提高了國內外的學術影響力。經過多年的努力，實驗室構建了多形式多層次的合作與交流渠道：① 設立“水稻生物學國家重點實驗室開放研究基金”，吸引優秀科技人才來實驗室開展研究，壯大研究力量；② 與國內外研究院校建立良好緊密的合作關系，開展合作研究；③ 開展多種形式的學術交流活動，積極鼓勵“走出去、引進來”，通過舉辦和參加各類國際和國內的學術會議、研討會，邀請學科領域的國際著名專家前來訪問講學等，全面拓展實驗室的國際視野，提高科研水平和國內外影響力。

2.5 強化創新型和領軍型人才培養

要建設高水準的實驗室，必須有高水平的人才隊伍，擁有一流的人才，國家重點實驗室是培養高層次和高質量人才的重要基地[11-12]。水稻重點實驗室秉承人才資源是第一資源的理念[13]，把吸引、聚集世界一流人才作為重要任務，集中力量共同公關的原則開展團隊建設，逐步形成了老中青組合成的梯形人才結構。實驗室通過聘請國內知名的學術帶頭人擔任主任，凝聚不同學科領域的頂尖人才作為學術骨干，同時有計劃地引進或內培具有潛力的青年學者，強化打造創新型和領軍型人才。實驗室注重團隊研究，加強高水平的科研創新團隊建設，制定有吸引力的人才激勵、評價和保障機制，著力營造良好學術氛圍和公平、公正的良性競爭環境。對青年人才加強學術指導，鼓勵通過出國深造、訪問研究、合作培養等形式，加入到國際領先科研團隊中開展研究，拓展前沿科研理念，加快提升科研水平。同時，利用重點實驗室科研經費、院所基金等，鼓勵青年科研人員開展前期研究，進而爭取國家基金等項目支持，培育成為實驗室的骨干力量。

2.6 以完善制度建設為保障

管理出效率、管理出人才[14]。科學化、規范化、制度化的管理是重點實驗室創新能力建設取得成效的重要保證[15]。實驗室管理制度的制定是為了更好地讓實驗室在人才培養、科技創新等方面發揮最大的效益。水稻重點實驗室在10多年的運行中不斷摸索、不斷完善，構建實驗室管理制度體系，相繼制定了“水稻生物學國家重點實驗室安全管理條例”“水稻生物學國家重點實驗室工作人員守則”“水稻生物學國家重點實驗室經費管理辦法”“水稻生物學國家重點實驗室儀器設備管理辦法”等辦法和制度共12項，并切實加以貫徹執行，確保重點實驗室工作有制可依、有范可守、有序可循，為重點實驗室的安全、高效、科學運行提供了制度保障。

3 主要成效

水稻重點實驗室自成立以來，在2006年和2011年生命科學領域國家重點實驗室評估中分別被評為優秀和良好。2016年，再次在生命科學領域國家重點實驗室的5年定期評估中獲評為優秀實驗室。“十二五”以來，在科技創新、產業推動、團隊建設、對外開放等領域得到了長足發展，取得了顯著成效。

3.1 承擔一系列國家級重大科研項目

“十二五”期間，水稻重點實驗室共主持或參與省部級以上項目297項，其中“863”計劃12項，“973”計劃13項，國家自然科學基金項目97項，國家科技重大專項、國家公益性項目等國家級項目61項；2012年與2015年還連續兩期獲得國家自然科學基金委創新研究群體項目“稻類遺傳育種種學”經費資助。自2011年以來累計到位科研經費達2.61億元。

3.2 學術論文質量與數量大幅提高

2012年至今，水稻重點實驗室共發表學術論文790篇，其中SCI收錄論文573篇，影響因子3.0以上222篇，第一單位論文420篇，且在《Nature》《Nature Genetics》《PNAS》《Genome Biology》《eLife》等國際頂尖期刊上發表多篇高質量論文。相比于“十一五”“十二五”期間論文數量增長68.44%，SCI論文數量增長141.77%，影響因子大于3.0的論文數增長208.33%(見圖1)。“闡明獨腳金內酯調控水稻分蘗和株型的信號途徑”“控制稻飛虱長短翅型可塑性發育的分子開關”等兩項研究成果先后入選“2014年中國科學十大進展”和“2015年中國生命科學領域十大進展”，在學術界產生了強烈反響。

圖1 “十一五”與“十二五”期間實驗室發表論文情況

3.3 成果產業化應用取得顯著成效

“十二五”期間，水稻重點實驗室完成品種審定76個，其中國家審定品種17個，植物新品種權58個，7個品種被農業部認定為超級稻品種，是全國入選超級稻品種最多的實驗室；獲得發明專利120項，制定標準5條，開發軟件6個，簽署轉讓合同22份，轉讓品種20個(見圖2)，成果轉化收入3 080萬元。此外，水稻重點實驗室還創立了后期功能型雜交稻育種技術和水稻品質高效鑒定技術體系，培育出國稻系列、華占系列、中嘉早系列、中早系列和中浙優系列等品種；“中嘉早17”連續多年位居全國秈稻品種推廣面積第一。創新集成超級稻高產栽培技術體系累計推廣應用面積1.19億畝，實現稻谷增產640萬t、增效137.4億元；首創水稻缽形毯狀秧苗機插技術，比傳統機插秧平均增產達10.1%，經濟和社會效益顯著。

3.4 科研成果獲得國家級獎多項

“十二五”期間，水稻重點實驗室在水稻功能基因組學與分子育種基礎研究、種質創新與分子育種應用研究、病蟲成災機理與控制研究、可持續生產基礎與應用研究等領域取得突破性進展，其中，“雙生病毒種類鑒定、分子變異及致病機理研究”獲得國家自然科學獎二等獎，“后期功能型超級雜交稻育種技術及應用”獲得國家技術發明二等獎，“超級稻高產栽培關鍵技術及區域化集成應用”獲得國家科技進步二等獎；此外還獲得省部級一等獎榮譽4項。“十二五”期間，全國677家獲國家獎的單位中僅有28家囊括三大國家級獎項，而水稻重點實驗室是全國農業類唯一的一家。

圖2 “十一五”與“十二五”期間實驗室品種審定、專利授權、成果轉讓等情況

3.5 學術交流與合作實現共贏發展

自2011年以來，水稻重點實驗室共資助開放課題34個，總資助額度達402.98萬元，獲得研究論文22篇、新品種3個、發明專利4項、國家科技進步二等獎1項以及福建省科技進步一等獎1項等知識產權成果；形成了與植物病蟲害生物學國家重點實驗室、旱區作物逆境生物學國家重點實驗室開展定期學術交流機制；實驗室設立的“春江學術論壇”，先后邀請了日本著名水稻遺傳育種專家Makoto Matsuoka教授、美國加州大學Davis 分校的Bo Liu教授等30多位國際知名專家前來講學；實驗室科研人員受邀在國際會議上作大會報告31人次，國內學術會議上作大會報告28人次；舉辦國內外學術會議15次，其中國際會議3次、開展學術報告講座140余場。

同時，水稻重點實驗室與國內外研究機構開展的合作研究也實現了共贏發展。與國家雜交水稻研究中心等單位合作開展“兩系法雜交水稻技術研究與應用”項目成果榮獲2013年國家科技進步獎特等獎。與美國康奈爾大學、杜克大學、瑞士伯爾尼大學等16個國家的31個學術機構建立了友好的合作關系，借助國際一流的專家學者力量和科研平臺，在一系列學科熱點和重點研究領域共同開展研究，在國際學術期刊共同發表研究論文97篇。

3.6 團隊建設與人才培養取得可喜進展

“十二五”以來，水稻重點實驗室入選國家基金委科研創新研究群體1個、國家“創新人才推進計劃”重點領域創新團隊2個、全國農業科研杰出人才及創新團隊6個、中華農業科技優秀團隊獎1個。團隊成員新入選國家自然科學基金杰出青年1位、國家自然科學基金優秀青年2位、青年長江學者1位、國家萬人計劃人才1位、以及“百千萬人才工程”人才2位，創新型、領軍型人才比例進一步增加；團隊獲得“十一五”國家科技計劃執行優秀團隊獎和突出貢獻獎等集體榮譽各1項。此外，水稻重點實驗室共培養碩士研究生212名、博士研究生142名(其中外國留學生31人獲博士學位、3人獲碩士學位)、博士后27名，其中獲全國百篇優秀博士論文提名2篇，為學科可持續發展培養了一批優秀的后備人才和新興力量。

4 結 語

水稻生物學國家重點實驗室建設與管理的探索與實踐表明，重點實驗室的建設對于學科發展、科技創新、人才培養和產業發展具有重要的推動作用。同時，實驗室的建設與管理又是一個系統工程[16]，需要進行整體布局規劃，需要進一步探索，以不斷研究、不斷實踐和不斷改革的精神，努力加強水稻重點實驗室建設，為我國農業的生產安全、生物安全和生態安全提供強有力的技術支撐。