李家洋,1956年7月出生于安徽省肥西县,1981年毕业于安徽农学院(现安徽农业大学),1991年获得美国布兰代斯大学博士学位。著名植物分子遗传学家,是中国科学院院士、美国国家科学院外籍院士、德国科学院院士、英国皇家学会外籍院士、发展中国家科学院院士、国际欧亚科学院院士、欧洲分子生物学组织外籍成员、美国植物生物学家协会终身会员。
李家洋:探索植物奥秘 守护粮食安全的科学巨匠
在当代生命科学和农业领域,李家洋的名字熠熠生辉。1956 年 7 月,他出生于安徽肥西县,这片江淮大地不仅赋予了他灵秀之气,更在日后见证了一位科学巨匠的崛起。肥西县地处合肥市西南,自然环境优越,农业氛围浓厚,或许正是这样的成长环境,在年幼的李家洋心中悄然种下了对生命科学、对植物研究热爱的种子。
1981 年,李家洋毕业于安徽农学院(现安徽农业大学),获得学士学位。在大学期间,他便展现出对生物学浓厚的兴趣和扎实的学习能力,系统学习了农业科学相关知识,为日后的科研之路打下坚实基础。本科毕业后,他没有停止探索的脚步,于 1984 年在中国科学院遗传所获得硕士学位,进一步深化了对遗传学的理解与研究。1985 年,李家洋远渡重洋,前往美国布兰代斯(Brandeis)大学深造,经过长达 6 年的刻苦钻研,1991 年,他成功获得生物学博士学位。在美留学期间,他接触到国际前沿的科研理念与技术,在植物分子遗传学领域积累了丰富的研究经验,对植物生长发育机制等问题有了更深入的思考。此后,1991 年至 1994 年,他又在美国康乃尔大学汤普逊(Boyce Thompson)植物研究所进行博士后研究工作,进一步拓宽了学术视野,提升了科研能力,为未来回国开展创新性研究做好了充分准备。
1994 年,怀着对祖国科研事业的满腔热忱,李家洋毅然回到中国,入职中国科学院遗传所。此时的国内科研环境虽面临诸多挑战,但他凭借着坚定的信念和对科研的执着追求,迅速投身于高等植物生长发育与代谢调控的机理研究工作中。回国初期,科研条件有限,资源相对匮乏,但李家洋并未因此退缩。他积极组建自己的科研团队,在简陋的实验室里开启了艰苦卓绝的探索之旅。1999 年,他担任中国科学院遗传所所长,在承担繁重行政工作的同时,依然坚持奋战在科研一线。在他的带领下,遗传所的科研氛围日益浓厚,团队成员齐心协力,不断攻克一个又一个科研难题。2001 年,由于在植物分子遗传学研究方面的突出贡献,李家洋当选为中国科学院院士,这一荣誉不仅是对他个人科研能力的高度认可,更是对他带领团队取得成绩的充分肯定。此后,他又陆续当选为美国科学院院士、德国科学院院士、第三世界科学院院士等,在国际科研舞台上逐渐崭露头角,成为中国生命科学领域的一张闪亮名片。
李家洋的科研生涯成果丰硕,他的研究工作对我国乃至全球的农业发展和粮食安全都有着极为重要的意义。他主要从事植物分子遗传学研究,利用模式植物拟南芥与重要粮食作物水稻探索植物生长发育的调控机理。在这一过程中,他取得了一系列开创性的研究成果。
20 世纪末,水稻分子遗传学研究在国内外都是极具挑战性的课题。李家洋敏锐地意识到这一领域的重要性,决心为我国水稻研究开辟新的道路。他带领团队从影响水稻产量的重要基因入手,经过长达 7 年的不懈努力,终于取得重大突破。2003 年,他们在《自然》杂志上发表了关于水稻株型的第一篇文章,首次采用图位法克隆了水稻分蘖控制基因 MOC1,开拓了水稻分蘖控制分子机理研究的新领域。这一成果在国际学术界引起了强烈反响,为后续深入研究水稻高产的分子奥秘奠定了坚实基础。此后,团队继续深入研究,不断挖掘水稻生长发育过程中的关键基因。2010 年,他们成功克隆出控制水稻理想株型的基因 IPA1。该基因不仅能显著提高水稻产量,还与抗倒伏和抗病息息相关。这一发现犹如一把钥匙,为培育高产、优质、抗逆的水稻新品种提供了全新的思路和靶点。
在水稻研究的征程中,李家洋团队不断前行。他们还鉴定了控制水稻茎秆数目和稻米品质等重要性状的关键基因,深入解析了水稻高产优质抗逆的分子机理。在此基础上,李家洋开创性地提出了分子设计育种技术体系。传统育种方式往往耗时费力,且具有一定的盲目性。而分子设计育种技术体系则如同在建筑房屋前先绘制精确的蓝图,科学家们可以根据预先设定的目标,精准选择和组合有利基因,实现定向高效的 “精准育种”。通过这一技术体系,他们成功育成 “中科发” 和 “嘉优中科” 系列高产优质高抗水稻新品种。这些新品种在实际推广种植中表现出色,显著提高了水稻的产量和品质,为我国的粮食安全提供了强有力的科技支撑。例如,“嘉优中科 1 号” 在长江中下游地区大面积种植,平均亩产比当地主栽品种增产 10% 以上,同时稻米品质达到国家优质米标准,口感更佳,深受农民和消费者的喜爱。
除了在水稻产量和品质方面的卓越贡献,李家洋在植物生长发育调控机理的其他方面也有诸多建树。他利用水稻脆秆突变体分离了 BC1 基因,详细阐述了水稻机械强度的控制机理,这对于培育抗倒伏能力更强的水稻品种具有重要指导意义。通过对拟南芥胆碱生物合成突变体的研究,初步明确了胆碱合成与植物温度敏感雄性不育性的关系,为解决植物育性相关问题提供了新的理论依据。通过图位克隆法分离出导致细胞死亡的基因 MOD1,揭示了初级代谢途径的缺陷会导致植物细胞凋亡,加深了人们对植物生命过程的理解。此外,他还利用转基因技术,创制出色氨酸与吲哚乙酸合成量改变的转基因植物,提出了植物生长素吲哚乙酸生物合成途径的新模式;建立了一种简易的基因芯片体系,鉴定出一批油菜素内酯的应答基因,并证实了油菜素内酯对植物细胞分裂的促进作用;发展了系统鉴定植物功能基因的植物表达文库转化法,分离出一批株型与育性等生长发育性状改变的拟南芥突变体,克隆了相关的基因。这些研究成果极大地丰富了植物分子遗传学的理论体系,推动了该领域的快速发展。
在科研工作之外,李家洋还积极投身于科研团队的建设和人才培养工作。自 1999 年担任遗传研究所所长以来,他通过加强与领导班子成员的团结协作,积极引进国内外优秀科研人才,强化规章制度建设,秉持行政管理工作公开公平公正的原则,为研究所营造出一种宽松和谐且人人奋发进取的科研环境。在他的努力下,研究所吸引了众多优秀科研人员的加入,团队规模不断壮大,科研实力日益增强。在人才培养方面,李家洋言传身教,注重培养学生的科研兴趣和创新思维。他鼓励学生勇于探索未知领域,敢于挑战传统观念。在他的悉心指导下,一批又一批优秀的科研人才脱颖而出,如今已成为我国生命科学领域的中坚力量。他所培养的学生在国内外知名科研机构和高校中发挥着重要作用,继续传承和发扬着他的科研精神和学术理念。
李家洋的卓越成就得到了国内外学术界的广泛认可,他获得了众多荣誉和奖项。2004 年,他荣获全球华人生物科学家大会生命科学成就奖、“长江学者成就奖” 二等奖、国家自然科学奖二等奖以及第三世界科学院(TWAS)金讲演奖。2011 年,他当选为美国国家科学院外籍院士,并获得美国植物生物学家协会(American Society of Plant Biologists,ASPB)终身会员奖(Corresponding Membership Award)。2012 年,当选为德国科学院院士。2013 年 5 月 21 日,入选欧洲分子生物学组织(EMBO)外籍成员。2017 年度,“求是科技成就集体奖” 授予中科院遗传与发育生物学研究所李家洋所领导的 “水稻分子遗传学团队”。2018 年 1 月 8 日,李家洋院士为第一完成人的 “水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计” 获得 2017 年度国家自然科学奖一等奖。2018 年 5 月 30 日,其项目获得了 2018 年度陈嘉庚科学奖。2018 年 9 月 8 日,第三届 “未来科学大奖” 揭晓,李家洋等三人因系统性地研究水稻特定性状的分子机制和采用新技术选育高产优质水稻新品种中的开创性贡献,获得 “生命科学奖”。2020 年 3 月 28 日,李家洋领衔的研究团队发现了杂交稻实现 “绿色革命” 的伴侣基因,相关成果发表于《分子植物》杂志。2023 年 1 月 5 日,在第二届三亚国际种业科学家大会上,李家洋团队获得 “国际种业科学家” 奖。2024 年,他荣获何梁何利基金科学与技术成就奖。2025 年 2 月 13 日,李家洋和团队在 “作物抗寄生植物研究” 方面取得重大突破,相关成果论文在国际知名学术期刊《细胞》上线发表。这些荣誉不仅是对他个人科研成就的褒奖,更是对他为推动我国农业科学技术发展、保障国家粮食安全所做出贡献的高度赞誉。
如今,李家洋担任第十四届全国政协常委、农业和农村委员会委员,崖州湾国家实验室主任等重要职务。在新的岗位上,他依然心系农业科研事业,积极为国家农业发展出谋划策,推动科研成果的转化与应用。他致力于整合各方科研资源,搭建更高水平的科研平台,吸引更多优秀人才投身农业科研领域。同时,他也在不断探索新的科研方向和技术手段,为解决全球粮食安全问题贡献中国智慧和力量。回首李家洋的科研人生,他始终坚守在植物分子遗传学研究的前沿阵地,以坚定的信念、卓越的智慧和不懈的努力,为我国农业科学技术赶超世界一流水平立下了汗马功劳。他用自己的实际行动诠释了一位科学家的使命与担当,成为无数科研工作者学习的楷模。相信在他的引领下,我国的农业科研事业必将迎来更加辉煌的明天,为保障全球粮食安全、推动人类社会可持续发展做出更大的贡献。