飞跃生命之巅 中国科学家绘制水稻基因图谱纪实

　　新华网北京４月７日电（记者 李斌）人类基因组“中国卷”提前绘制完成、世界上第一张籼稻基因图谱登上《科学》杂志封面……２１世纪初，中国科学家将五星红旗高高地插上了世界生命科学的一个巅峰。

　　水稻基因图谱是如何绘制的？表面的辉煌背后，隐藏着怎样的故事？记者走近这群水稻基因图谱的绘制者们。　　

　　明知山有虎，偏向虎山行

　　２０００年５月１１日，北京空港工业区，人头攒动，气氛热烈。一颗绿油油的水稻幼苗让所有的人眼睛为之一亮。科学家宣布，中国超级杂交水稻基因组计划启动。中科院基因组信息学中心、国家杂交水稻研究中心、中科院遗传所等单位科学家的手紧紧握在了一起。

　　这是我国科学家在完成人类基因组１％工作框架图后实施的战略性步骤。此时，和人类基因组所面临的竞争态势十分类似，围绕水稻，在私营公司和公共计划之间，国际上正展开激烈竞争。日本领导的国际水稻基因组计划已实施多年，却进展缓慢；而２０００年４月和２００１年２月，国际生物技术“巨头”美国孟山都公司和瑞士一家公司分别宣布绘制出水稻基因组工作草图，只是数据没有公开。

　　“一方实力强大，一方已经工作多年，而我们已经是后来者。”形势异常严峻，然而我国科学家们审时度势后做出了抉择：明知山有虎，偏向虎山行。

　　抉择绝非儿戏：一方面，水稻是世界上最重要的粮食作物，有３０亿人以之为生。水稻对于拥有１３亿人口的中国更是重要，中国是世界上最大的水稻生产国，有着丰富的种质资源，水稻和国计民生密切相关；我国超级杂交水稻研究领先世界，亩产达到１１００多公斤，具有无与伦比的杂交优势。另一方面，此时我国已经绘制出嗜热菌和人类基因组１％项目的基因图谱，初步建立了一个平台，锻炼了一支队伍。

　　水稻本身的“地位”和我国在超级杂交水稻上的优势，以及科学家对自身实力和未来形势的判断，使大家走到了一起，为了一个共同的目标而奋斗。

　　团结奋斗：力量的源泉

　　“水稻图谱的绘制，是所有参与者通力协作、尽力拼搏、呕心沥血的结晶。”虽然他的形象和超级计算机一起登上了《科学》杂志，但是作为超级杂交稻基因组计划的“领军人物”，中科院基因组信息学中心暨华大基因研究中心主任杨焕明却始终强调这一点。

　　杨焕明深深知道：基因组研究犹如一架巨大的机器，每一个参与者都是这部机器上的一个部分，相辅相成，缺一不可。

　　从测序到生物信息分析，“华大基因”各部门分工明确，各司其职。测序是第一道关键“工序”，胡松年、邓亚军等率领一班人改进工艺、充分挖潜、日夜奋战，基因序列的产量、质量记录一次次被刷新，最后达到了连续稳定日产３０００万对碱基的水平，这意味着，一天就能测完原先所承担的人类基因组计划１％的任务量。不仅保证了原始数据的如期提供，而且把测序的成本降低到原来的三分之一。

　　基因序列的解读和分析，是生物信息学室的职责。攻关的日子里，王俊、叶辰等人通宵达旦地连续工作了１００多个日日夜夜，完成了海量数据的组装和基因组分析。国庆、元旦、春节三个重要的节假日，他们都是在计算机房里度过。深夜肚子饿了，吃包方便面；疲惫不堪时，支开行军床躺一会儿。一些前来探亲的家属和参观者感动得落下了泪，有的家属甚至陪同值夜班。

　　合力还来自无数的志愿者和同行们。北京大学生命科学院的李松岗教授负责新的组装软件的构思和设计；中科院理论物理所的郝柏林院士、郑伟谋教授为基因注释作出了重要贡献；国家杂交水稻研究中心和中科院遗传所提供了全部生物资源和生物功能的数据。

　　２０００年底，因为计算机容量和相应软件不足，测序工作一度暂停。２００１年４月，随着“曙光”计算机的到位，科研人员把目标瞄准了杂交水稻“父本”。

　　北京、杭州、西安、华盛顿……四面八方的科研人员向这里汇聚，一幕多学科会战、上百人参战的基因大戏在中国上演。

　　“生物信息学已经演变成生命科学、信息技术等多种高技术的集合体，是真正的大科学工程。”杨焕明说。 　　

　　兑现承诺：速度、质量，一个都没少

　　在水稻基因图谱绘制进程中，２００１年７月，无疑是一道分水岭。面对水稻基因组激烈竞争的国际形势，在有关部门大力支持下，“华大基因”将其他项目暂缓，抽调优势兵力进行水稻项目攻关，研究进入加速阶段。

　　更强的设备、更多的支援队伍，使位于空港工业区的北京华大基因研究中心更显人欢马闹，热烈异常；而２００１年初刚刚建起来的杭州华大基因中心更是勇挑重担，数十台测序仪２４小时不停地运转着。一张图表上，记录了每个月的水稻序列产出量，那是一个节节攀升的线条。

　　团结出凝聚力，更出战斗力。短短半年多时间，通过工艺改进、降低成本、开发软件等措施，科学家终于在去年９月绘制出了水稻基因组“工作框架图”。

　　科学容不得半点差错，为了慎重起见，科学家们又开展了检测和检验工作，迄今为止，科学家共测定近５０亿对碱基，相当于把水稻基因反复“测量”了１０遍。

　　４月４日的北京通报会上，《科学》杂志编辑芭芭拉有感而发：“两年前，杨焕明教授曾经做出过一两年绘制水稻基因图谱的承诺，今天，他实现了诺言。”

　　“全世界的科学家和政府官员都将对这项世界第一的成就及其高速运作的模式留下深刻的印象，因为那些借以完成这一成就的主要设备、设施在４年前还根本不存在。”《科学》主编鲁宾斯坦说。

　　４年后的今天，“华大基因”已经从最开始的４个人发展到了５００多人，一个世界级生物信息学研究中心已经崛起，以“穷棒子精神”、“精忠报国”思想武装起来的“华大人”创立了瑰丽的事业，得到了全世界的认可。

　　正如《科学》所评价的那样：这个团队在如此短的时间内取得了这样杰出的、世界级的成就，理应受到大力嘉奖。“他们的出色工作，代表了全球合作研究的最高境界。”（完）