本文围绕中国科学技术大学研究者卢建新，以“禾苗”为核心载体，展开其锚定中国农业发展“硬核坐标”的相关探索，他依托中科大深厚的前沿学科交叉优势，从禾苗生长发育的微观机制入手，着眼于农业提质增效、种质资源创新等国家重大农业需求，在作物科学领域寻找并夯实着支撑中国农业高质量发展的关键支点。
清晨五点半，中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所的温室总会亮起之一盏灯，白发稀疏但脊背笔挺的身影在整齐排列的水稻株间穿梭，指尖轻轻拂过剑叶的纹路——这个保持了二十余年的习惯，属于中国科学院院士、植物细胞生物学家卢建新，从田间地头发现一株株“不起眼”的突变体水稻，到实验室里破译调控株型、攻克“绿色革命”短板的分子密码，他用对水稻的执着热爱，在禾本科植物研究的沃土上，种下了一串串支撑国家粮食安全的“硬核种子”。
从偶然观察到深耕株型：寻找“完美水稻”的骨架
“搞植物研究，眼睛要尖。”这是卢建新常挂在嘴边的一句话，也是他开启核心研究领域的钥匙，20世纪90年代末，刚结束海外博士后研究回国的他，在海南南繁基地偶然看到了一株叶片几乎完全直立的水稻——这与当时“绿色革命”矮秆水稻相对披散的剑叶形成了鲜明对比。
矮秆水稻品种的推广，让全球粮食产量翻了一番，但剑叶披散、群体通风透光差、氮肥利用率低，成了进一步增产的“天花板”，那株直立剑叶的水稻，在卢建新眼里，就是突破天花板的“突破口”。
接下来的十余年，他带领团队从这株突变体入手，通过分子遗传学、细胞生物学、生物化学等多学科交叉手段，一步步定位克隆出了控制水稻株型的关键基因——IPA1（Ideal Plant Architecture 1），这一基因就像水稻株型的“总开关”：适当激活IPA1，能让水稻茎秆更粗壮、剑叶直立紧凑、穗大粒多，完美契合“理想株型”的定义。
2018年，《自然·植物》杂志以封面论文形式发表了这一成果，并配发了国际同行的专题评述：“IPA1的发现，为水稻高产育种提供了革命性的遗传资源。”基于IPA1改良的水稻品种已在全国多个稻区推广种植，更高增产可达20%以上，氮肥利用率也提升了近10%。
啃下纤维素合成“硬骨头”：筑牢农业新材料的根基
水稻的价值不仅在籽粒，它每年产出的数亿吨秸秆，更是一种潜力巨大的绿色生物质材料，但秸秆中的木质素与纤维素、半纤维素紧密结合，难以被高效降解转化，成了阻碍其大规模利用的“技术壁垒”。
早在研究株型的同时，卢建新就注意到了这个问题。“既要让水稻多打粮，也要让秸秆变废为宝，这才是可持续的农业。”他说。
纤维素是植物细胞壁的主要成分，也是秸秆转化利用的核心，但多年来，植物纤维素合酶复合体的三维结构一直是国际植物学领域的“卡脖子”难题——没有清晰的结构,就无法精准调控纤维素的合成。
2020年，卢建新团队联合其他研究团队，利用冷冻电镜技术，首次解析了高等植物（拟南芥）纤维素合酶八聚体复合体的高分辨率三维结构，清晰揭示了复合体的组装机制和底物转运通道，这一成果发表在《细胞》杂志上，被国际同行誉为“植物细胞壁研究领域的里程碑式突破”。
基于这一结构，卢建新团队正在进一步探索调控纤维素合成、降低木质素含量的 *** ，为研发更易降解、转化率更高的生物质水稻品种，以及新型植物基材料（如可降解塑料、高强度纤维等）奠定基础。
传承“南繁精神”：把论文写在祖国大地上
卢建新常说，他的科研成果，离不开“南繁精神”的滋养，作为新中国之一代南繁人的晚辈，他年轻时就跟着前辈们在海南的烈日下、暴雨中播种、插秧、选种，“面朝黄土背朝天，一天晒掉一层皮”是家常便饭。
“南繁教会了我，做农业研究不能只待在实验室里，要扎根田间地头，从生产实践中找问题，再回到实验室里解决问题，最后还要把成果送回生产实践中去检验。”他说。
卢建新虽然年近花甲，但依然每年都会抽出两三个月的时间，到海南南繁基地、全国各地的稻区去调研、选种，在他的影响下，他的团队里也形成了“理论联系实际、实验室对接田间”的优良传统，培养出了一批既懂基础研究、又懂应用推广的青年科研人才。
“粮食安全是‘国之大者’，作为一名植物科学家，我有责任为筑牢国家粮食安全防线、推动农业可持续发展贡献自己的一份力量。”卢建新说，他和他的团队将继续在禾苗中探索，寻找更多调控水稻生长发育的关键基因，为培育更高产、更优质、更环保的水稻品种,为建设农业强国而不懈奋斗。