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《中华儿女》:科技强国 奋斗有我 | 曹丽茹 给种子“写代码”的人

作者 |《中华儿女》记者 赵汉琪

责任编辑 | 张惠清  


                                               

曹丽茹查看玉米长势

八月中下旬,中原大地正值夏玉米灌浆结实的关键期。此时走进河南的田间地头,连片玉米青翠繁茂、植株挺拔、果穗饱满——黄淮海平原一年中最富生命力的景象,正铺展在千万亩良田之上。

八月初,受台风“白海豚”残余环流影响,河南多地经历了一轮持续强降雨,雨一停,阳光便重新灼烤着中原大地。连日晴热高温与高湿交替,试验田的泥土踩上去还带着潮气。第十四届全国青联常委、中青科协理事、农业农村部黄淮海玉米遗传育种重点实验室主任、河南省玉米产业技术体系岗位专家、河南省农科院玉米遗传育种室主任曹丽茹研究员和团队成员一起,踏进泥泞的试验田,一株一株地查看玉米长势。

从河南濮阳走出来的农民的女儿,到如今在田里一株一株较真的育种人,走出玉米地又回到玉米地,这条路,曹丽茹走了整整十四年。“国家需要什么,我就研究什么;人民需要什么,我就攻关什么。”这份初心,从未动摇。“中国人的饭碗要牢牢端在自己手中,前提就是掌握我们自己的优良种子,这是育种人一刻不能松懈的底线。”曹丽茹语气坚定。

“科研选题从土地中来,科研成果要回到土地中去”

“我是农民的女儿。”这句话,深深镌刻在曹丽茹的成长轨迹之中。

曹丽茹出生在河南濮阳清丰县一户农民家庭,童年时光几乎是在田垄间度过的。年少的她常常跟在父母身后,学着播种、除草、施肥、掰玉米,手上磨出水泡,脸上被烈日晒得脱皮,农耕劳作的辛苦,她早早便亲身体会。

最让曹丽茹难以释怀的,是农民“靠天吃饭”的无力。父母一年四季辛勤耕耘,可一场干旱、一次涝灾,就可能让一年的辛劳付诸东流。她见过灾害过后,父亲蹲在地头默默抽烟,母亲悄悄抹掉眼角泪水;她见过丰收的期盼,在极端天气面前化为泡影。儿时的她在心里不断追问:能不能用知识改变这样的困境,让乡亲们不再受制于天灾?这个朴素的疑问,在少年曹丽茹心底埋下一颗种子。

高考前夕,翻阅高校招生手册时,农业院校的专业介绍拨动了她的心弦。那些在地里流过的汗水,目睹庄稼绝收的场景,更让她笃定:学农不是一时兴起的选择,而是自己理应扛起的一份责任。“让乡亲们少一些看天吃饭的无助,哪怕只改变一点点。”曹丽茹这样回忆当年的心境。

2012年,曹丽茹考取河南农业大学硕士研究生,正式踏上玉米育种研究道路。她从小穿行于“青纱帐”中,对玉米田地有着天然的亲近。更现实的原因是,黄淮海作为我国核心玉米产区,高温干旱频发,时常造成大片玉米减产甚至绝收。“搞科研不是只为发表论文,而是要解决真实的生产难题。玉米育种,就是我最想啃下的硬骨头。”她说。

读研岁月,导师的言传身教,重塑了曹丽茹对育种事业的认知。导师告诉她,育种从来不是坐在实验室解读数据就可以完成的事业,必须深入试验田,一株株观察,一穗穗挑选。一次,导师带着她在试验田里从清晨坚守到日落,只为甄别不同种质材料在逆境环境下的性状差异。“做育种要耐得住寂寞,十年磨一剑是常态。”导师的这句话,她一直铭记至今。

科研之路从不会一帆风顺。从硕士到博士阶段,曹丽茹遭遇数不清的科研瓶颈。为筛选玉米抗旱关键基因,她在大田开展海量植株筛查,“如同大海捞针”。无数次实验失败,论文屡次投稿被拒,耗费数月时间得到的却是无效实验数据……冰冷的结果一次次泼灭心中的期待。她也曾怀疑自己是不是选错了道路,可她也清楚,种业科研没有捷径可走。

“离土地再近些,根扎得再深些。”那段时间,曹丽茹记录着每一点微小进展,哪怕只是发现一株性状特殊的植株,也视作收获。熬过无数次挫败之后,关键性突破如期而至,那一刻,过往所有委屈疲惫,全部化作科研突破带来的喜悦。

乡土成长记忆,求学路上的磨砺,前辈的精神传承,共同铸就了曹丽茹的科研底色。她深有感触:“科研选题从土地中来,科研成果要回到土地中去。农业科研的价值,在于守护万千农民的收成。”        

从“跟着做”到“牵头做”

2015年,曹丽茹进入河南省农业科学院,正式开启科研攻关生涯。那时,团队科研条件十分有限。传统育种高度依靠肉眼观测、人工筛选,大量重复性工作全部依靠人力完成。曹丽茹回忆:“提取DNA需要手工研磨样品,一次性处理几百份样本,常常研磨到胳膊抬不起来,手指磨出泡。”  

                                               

曹丽茹(左)在调研

种业攻关的背后,是无数个日夜的拼搏坚守。曹丽茹印象深刻,为定位调控玉米抗旱的关键基因,她和团队在田间发现珍贵突变植株之后,抢抓研究窗口期,连续奋战四个通宵,完成上万份DNA材料提取。“团队成员轮班值守,困了就喝浓茶提神,实在熬不住了就趴在实验台眯十来分钟,醒来继续投入实验,没有一个人抱怨。”支撑大家熬过漫漫长夜的,是心底那股信念:目标基因就在眼前,再坚持一会儿,就能够捕捉到它。当电泳胶板上显现出清晰的目的条带的那个凌晨,所有人瞬间一扫疲惫,欢呼雀跃,调控抗旱的关键转录因子,终于被他们“逮”住了。

基因找到了,如何尽快应用到育种中才是关键。回交、温室加代、单倍体加倍、标记选择……曹丽茹和团队夜以继日地工作。近年来,她挖掘和克隆了ZmGXM1、ZmbZIP33、ZmGBF1等一系列响应干旱、高温胁迫的关键基因,并通过转基因和基因编辑技术获得纯合抗旱优良遗传材料,同时筛选创制出一批抗旱优良自交系郑6722、郑8713等,为玉米抗旱分子育种奠定了基因资源和种质基础,相关研究获得2021年河南省自然科学二等奖。在技术创新上,曹丽茹带领团队利用单倍体介导基因编辑技术,针对玉米抗逆性进行定向改良,仅在2年内便成功创制出10份抗逆性显著的玉米自交系,相较于传统育种技术,效率提升了3倍。通过全基因组选择,结合自主开发的抗旱耐热等分子标记和多生态区精准鉴定平台,定向优选出郑D7325等36份抗旱耐热、抗南方锈病和茎腐病的优异种质,获得2025年河南省科技进步奖二等奖。

如今,自动化核酸提取仪、高通量分子标记检测平台这些设备已经成为实验室的标配,从DNA提取到标记筛选都有标准化流程,一个人一天能完成过去一个团队一周的工作量。曹丽茹感叹,从“靠手磨”到“机器跑”,从“靠眼睛看”到“给种子写代码”,这不仅是技术迭代,更是两代育种人的分水岭。

在品种创新上,曹丽茹与团队成员育成15个国家和省审玉米新品种,郑单819、郑单6161、郑单827、郑单111等,近三年品种累计推广约1000万亩,新增社会经济效益7.47亿元。其中,郑单111品种权一期转让费达1111万元。该品种融合了国内外优异种质,既保留了国内本土化种质的矮秆耐密、抗病抗逆、适应性广的特点,又融入了国外种质茎秆坚韧、根系发达、抗倒性好、出籽率高、丰产性好的特点。

黄淮海地区高温热害、暴雨倒伏频繁发生。2019年夏天,连日阴雨造成玉米田里积水严重,曹丽茹和同事们穿着雨衣和胶鞋,一步一个泥坑,坚持看完整块田的玉米,终于在天黑时发现了一个有潜力成为新品种的组合,大家开心地争相合影留念。这个品种组合后来培育为国审玉米品种郑单819,该品种主要针对黄淮海夏玉米区的高温、干旱及病害等逆境环境培育,具有高产、稳产、抗逆性强等特点。

“南繁北育”、“三地轮战”,海南、甘肃、河南来回转场,是育种人常态。曹丽茹每年冬季都要奔赴海南南繁基地,从河南寒冬穿着羽绒服出发,落地海南就要面对四十摄氏度以上的高温,身体尚未来得及适应气候,就要立刻下地播种、套袋、授粉。汗水浸透衣衫,皮肤被烈日晒得灼痛蜕皮,早已是家常便饭。春节期间,她留守海南开展授粉工作。大年三十,视频那头是父母期盼归家的问询,这头的她还在田间忙碌。艰苦的条件之下,脑海中不是没有闪过“要不就算了”的念头。可每当看见自己培育的品种被农户认可,丰收的喜悦冲淡所有身心疲惫,便又坚定地继续前行。

从“跟着做”到“牵头做”,近年来,曹丽茹主持国家重要重点研发“主要作物丰产增效科技创新工程重点专项”、国家自然科学基金和省部级等项目25项,总经费超过2500万元。最大的挑战是责任感的量级完全不同了——以前只负责自己的实验,管好一亩三分地就行;现在要统筹全局,设计整体方案,协调团队分工,还要应对各种突发状况。然而,正是这种压力逼着她快速成长,从一名专注实验的技术人员,成长为能够定方向、带队伍、扛风险的科研团队主心骨。那些曾经的压力,都化作向上攀登的台阶。    

“确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中”

在曹丽茹心里,科研与育人两份事业,皆责任千钧,而培养青年学生,在她心中分量更重。“科研是对国家负责,种子作为农业芯片,每一粒良种都关乎国家粮食安全;带学生,是对一个个年轻人负责,学生把宝贵的几年青春托付给导师,这份信任,比任何科研项目都更加厚重。”因此,每一次为学生确定课题、修改论文,她都慎之又慎。看见学生从懵懂青涩,一步步成长到可以独当一面,这份欣慰,甚至超过发表高水平论文带来的成就感。  

                                               

曹丽茹(右三)在农田里

曹丽茹团队联合培养的学生,大部分来自农村。他们亲身见证过父辈耕耘的艰辛,清楚优良种子对于农民意味着什么,投身育种研究,眼里带着理想的光芒。曹丽茹常常告诉学生,育种科研人必须练就两项基本功——“坐得住冷板凳”和“下得了试验田”。她解释:“前者代表足够的耐心,一个品种从选育到审定推广,往往要耗费十到十五年,急功近利做不好育种事业;后者是立身基本功,如果连田间苗情都看不懂,分子育种技术就无从谈起。”

曹丽茹对学生的要求清晰直白:“必须下地,必须亲手实操实验,不能仅仅研读文献、空谈理论。”组会之上,她时常抽查学生田间记录本,考察大家田间观察是否细致翔实。课题组里有几名学生,起初嫌弃田间满身泥土、畏惧烈日暴晒,后来主动加班进行套袋授粉,主动和她探讨育种株系潜力,让她倍感欣慰。

当然,也不乏让她“头疼”的学生,理论考试成绩优异,病害鉴定的理论知识对答如流,走进田间却分辨不出植株抗病等级。“育种就是这样,理论知识再扎实,最终还得靠田里的实打实验证。”遇到这样的学生,曹丽茹便会把他们“赶”到田里,陪着学生一株一株观察辨别,直到真正读懂田间植株的性状表现为止。

脚上沾多少泥土,心中就沉淀多少真情。曹丽茹常年奔走田间地头,每年开展二十余场基层技术培训,手把手教会农民辨别作物病害、开展科学田间管理。乡亲们遇到生产难题,总愿意围在田埂向她咨询请教,大家亲切地叫她“泥腿子博士”。于她而言,最大的心愿,就是把先进技术交到农民手上,让田地长出好种子,看见农户丰收的笑容。

曹丽茹在科研道路上砥砺前行,先后荣获多项荣誉与人才称号。2019至2020年度,她获评“省直青年岗位能手”,并被聘为“河南省青年农业技术专家”;2021年,她荣获“河南省自然科学二等奖”,同年入选“中原英才计划”;2022年,她荣获第26届“河南青年五四奖章”;2025年获得河南省科技进步奖二等奖;2026年,她获评“新时代青年先锋”。这些荣誉既是对她扎根育种一线、矢志科技创新的充分肯定,也见证了她作为新时代青年科技工作者的责任与担当。

2025年,曹丽茹当选全国青联常委。作为全国青联常委和农业农村部重点实验室主任,她一直在各种场合为农业科技鼓与呼。“农业科研青年的职责使命就是守护国家粮食安全,确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中。”她多次向农业农村部、省农业农村厅等部门提交玉米灾害应对和转基因监测等专题报告,将田间一线的科研实践转化为服务国家决策的智力支撑。

曹丽茹常常说起“种子是农业的芯片”这句话。芯片可以迭代升级,种子同样如此。传统育种依靠大量组合试配,如同大海捞针,培育一个品种动辄十到十五年;转基因、基因编辑、全基因组选择、单倍体等现代育种技术,能够定向改良作物性状,大幅压缩育种周期。无论技术如何革新,拥有自主可控优良种质资源,才是核心根本。

下一步,曹丽茹团队正加快布局基因编辑、人工智能、大数据等前沿交叉领域。他们正在重点攻关“单倍体介导的基因编辑技术”,目标是实现玉米抗逆性的定向快速改良,把传统育种需要多年回交转育的过程压缩到两三年内。可以提前透露的是,他们已经获得了几个表现不错的多抗优异的编辑系,在逆境胁迫下表现出明显优势,预计未来两三年内会有新的突破性品种。她想让农民不再因为一场突如其来的高温或暴雨就损失惨重,让中国人的饭碗里装满中国的好粮,让种地的农民年年都有好收成。

一粒种子,可以改变一个世界。曹丽茹表示,未来,她会继续带领团队,向着高产、优质、强抗逆的“金种子”不懈求索,把丰收答卷书写在辽阔的黄淮海大地上,为保障国家粮食安全,贡献青年科技工作者的力量。

[ 本文刊于《中华儿女》杂志2026年第10期 ]