许勇：西瓜遗传密码的“解码人”

2024-01-02张威曹立栋

工会博览 2023年35期

□本刊记者张威/文曹立栋/摄

许勇正在提取样品

与西瓜打了三十多年交道，他是科技界名副其实的“西瓜大王”；他带领科研团队率先绘制完成了世界上第一张西瓜全基因组序列图谱，成功破译了西瓜遗传“密码”，奠定了我国西瓜基础科研在世界上的领先地位；在他的带领下，我国西瓜产业从基础研究、品种选育到良种产业化实现了跨越式发展……他就是西甜瓜产业技术体系首席科学家、北京市农林科学院蔬菜研究中心研究员许勇。

破译密码：绘制首张西瓜基因“地图”

1982 年，面临高考填报志愿的许勇，从《中国青年报》上看到一篇名为《21 世纪是生物世纪》的文章，他怦然心动，隐约觉得，掌握这门技术，就可以让生活发生翻天覆地的改变。最终，许勇填报了北京农业大学“遗传育种”专业，但由于国内高校相关学科初创，该专业并未实际招生，他被调剂到“蔬菜专业”。母亲忧心忡忡：“学种菜，这算什么本事？”许勇也有些懊恼，但当他步入大学后才发现，自己并没有偏离最初的理想。“蔬菜专业”其实是在探索农作物的遗传发展规律，他一口气读到博士，毕业5 年后，被北京市农林科学院蔬菜研究中心聘为西瓜课题组的学术带头人。

说起西瓜，人们都很熟悉它甘甜的味道，可是很少有人知道，原产于非洲的西瓜原本是坚硬苦涩的，也很少有人知道，在西瓜变得越来越甜时，却更容易“生病”。长期以来，栽培西瓜遗传多样性狭窄一直是制约西瓜品种改良的主要因素。“当时只有常规育种手段，从杂交、提纯、改良，到获得一个好的品种，往往需要六到八年的时间，而且常常还要靠运气。因为这个育种相当于十万分之一到百万分之一的概率事件，也就是说，你要选育一个品种，要有十万棵单株，你才有可能拿到一个好的材料。”许勇回忆道。

如何把育种效率提高一千倍以上？许勇想到了借助新一代测序技术来破解西瓜的基因密码。2008 年，由许勇牵头组织发起的“国际西瓜基因组计划”正式启动。历时4 年，科研工作者通过采用“全基因组鸟枪法”测序策略进行双末端测序，得到了总量约为46G 的西瓜全基因序列数据，最终打开了西瓜生命活动的“黑匣子”，并且构建出1000 多份西瓜资源的DNA 指纹库。

“掌握了基因组序列图谱，就好比有了矿产分布图，今后只要按图索骥就可以‘采矿’了，大大提高了育种效率，减少了无效劳动。”许勇说道。

拿到基因组图谱，许勇和团队很快找到了枯萎病、白粉病、炭疽病等多个抗病性基因，以及果实含糖量、大小形状等品质的基因标记。定向、精准地转育这些性状基因，显著提高了育种效率。

“科技成果的转化是科研创新不可分割的一部分。农业作为应用型学科，其科技创新的成效，必须要以产业链作为支撑，以能否转化到市场上创造效益作为重要标准。”

育种创新：种子的好坏要让市场和农民来说话

对于北方地区的瓜农来说，京欣系列西瓜可以说是无人不知。20 世纪80 年代，由北京市农林科学院蔬菜中心选育的“京欣1 号”，以其优良的综合性状风靡全国，成为我国西瓜早熟育种里程碑的品种。然而，90 年代，“京欣1 号”因耐储运性与抗病性差等原因，逐渐不能满足市场需要。西瓜产业要持续发展，急需进行品种的更新换代。彼时，许勇刚接手蔬菜中心西瓜育种课题组，下决心要提高西瓜的品种质量。

“好的育种家就像一名‘调酒师’，需要对西瓜的整体性状有所了解，再把优良的形状都融合在一个品种身上，调出最美的味道。”谈到多年来的西瓜育种工作，许勇这样比喻道。

正是经过无数次筛选，“京欣2-4 号”系列抗病、高甜、高产西瓜育成了，一时间占领北方市场，京欣系列西瓜全国占有率达到30%，在华北华东西瓜主产区占有率超过60%。该项成果获得2013 年北京市科学技术一等奖、2014 年国家科学技术进步二等奖，有力推动了北方保护地西瓜品种的更新换代。

“京欣系列的成功，一个核心就是紧紧抓住科技创新，在技术和材料上领先于人；另一个就是瞄准市场需求，迅速把我们在技术和材料上的优势与产业需求相结合，快速转化成产品，把产品变成推广面积，进而转化成品牌效益，形成良性的循环。”许勇总结道。

其实，许勇及其团队紧跟市场，快速推出品种创新的案例还有许多。

2012 年，为满足西瓜不断向优势产区聚集，对长距离运输的要求，许勇推出了华欣系列，一年推广面积达到50 万亩，与京欣系列相比，在保持早熟性的基础上，丰产性、抗病性、耐储运大幅度提高。

进入新时代，优质特色小型西瓜品种需求旺盛，国外品种曾一度垄断国内市场。结合标记辅助育种技术，许勇培育出多彩瓤色“京彩”和“京美2K”等小果型西瓜新品种，兼具品质优、适应性广、耐贮运等优点，全面取代国外品种。2023 年 “京美2K”入选农业农村部西瓜唯一主导品种，是我国小型西瓜的第一大品种，成为推动我国西瓜向优质高效订单农业转型的主导品种，获2021 年神农中华农业科技一等奖。

“对于育种家来说，最好的创新成果就是品种，而考量品种好坏的标准，不仅仅是上级部门的审定，更多要让市场和农民来说话。”面对长期以来农业科研单位存在的科研与生产“两张皮”的问题，许勇认为，科研单位除了搞好育种，还要推动科技成果转化，服务西瓜生产发展。

打造品牌：成果转化以产业链为支撑

在2013 年“科技盛典”颁奖典礼上，许勇道出了自己作为一代育种人心中的科学梦想——坚守国产西瓜品种的阵地绝不失守。

“其实当我们过分强调了某一项技术的领先时，也应想到这项技术在创造产品、支撑产业发展、企业营销等环节构成的一整套体系中，如何保持优势。”许勇对技术成果转化有着清醒的认知。

西瓜全基因组图谱绘制完成后，国外专业化的育种公司在技术应用方面非常“神速”。跨国种苗公司“先正达”的西瓜育种与产业化实力为世界翘楚，一直试图抢占我国保护地西瓜早熟品种的市场。幸运的是，几番较量下来，许勇所培育的品种牢牢保住了市场主导地位。

“科技成果的转化是科研创新不可分割的一部分。农业作为应用型学科，其科技创新的成效，必须要以产业链作为支撑，以能否转化到市场上创造效益作为重要标准。”许勇是这样说的，也是这样做的。

早在改革开放之初，北京市农林科学院蔬菜研究中心就率先创办了良种开发企业。2015 年按照农业部的要求，实现事企脱钩，完成了股份制改造，建立现代企业制度，正式成立“京研种业”公司。之后事企脱钩和股份制改造真正让企业成为了创新主体，也极大激发了育种家的创新动力。既保证了育种家在品种创收方面的收入，也体现了股份收益，把育种家和企业的命运紧密联系在了一起，“京研“品牌逐渐在农民和种业公司间口口相传。

如今，在西瓜主产区，一望无际的瓜田里都是许勇培育的品种；布满种子商店的乡镇街市上，西瓜种子店家甚至挂出许勇的照片来招揽生意；来到瓜农家中，他们会特意跟许勇说：“你看这栋房子，就是种你的西瓜赚钱建起来的。”每每在这种时候，许勇心中就会甚感欣慰：“瓜农对育种家的认可，就是对育种家最大的褒奖。”