20年不解之缘｜水稻基因组与云南红河哈尼梯田

今年是水稻基因组框架图在国际顶级学术期刊《科学》（Science）发表的20周年，也是文章当期杂志封面选景地——云南红河哈尼梯田被联合国粮农组织认定为全球重要农业文化遗产(GIAHS)12周年、被联合国教科文组织列入《世界遗产名录》9周年。为纪念这一时刻，4月28日，云南省红河哈尼族彝族自治州元阳县政府与华大集团联合在哈尼梯田景区举办了“水稻基因组20周年暨哈尼梯田‘双遗’万物密码”纪念活动。

当年Science文章的封面取景地

在水稻基因组发表20周年之际，尹哥想和大家再次分享水稻基因组背后惊心动魄的故事和中国科学家们的浪漫情怀。

水稻这一种古老的作物，原产于中国，后来被传到印度、韩国、日本等地。1993年，中美联合考古队在湖南省发现了世界最早的古栽培稻，距今约14000～18000年。

水稻在中国有这么多年的种植历史，水稻的学名却是日本人命名的。1928年，日本农学家加藤茂苞把籼稻命名为印度型稻，把粳稻命名为日本型稻，并在1930年在国际上正式发表了这两个学名。水稻的原产国中国反而跟这两种水稻的名字无关了。

o1 争分夺秒

2000年，华大完成了人类基因组计划“1%”任务后，很快又有了新目标，那是就中国历史悠久的重要粮食作物——水稻。民以食为天，水稻又是中国最常见、最重要的粮食，研究水稻基因组具有重要意义。

2000年4月，华大正式启动了水稻（籼稻）基因组计划，中国种植籼稻较多，国人吃的米饭大多是籼稻煮的。而且华大测的样本正是袁隆平杂交水稻的父本，希望这次测序能找出水稻产量相关基因。

水稻在日本也是重要粮食作物，此时日本科学家早在1991年就已经启动了水稻（粳稻）基因组项目，他们研究的是日本人喜欢的粳稻，这种稻米适合用来做寿司，又称“寿司米”，测序样本是日本粳稻品种“日本晴”。

粳稻稻米做成的寿司

日本人已经先行一步，而且有资金有技术，当时的华大却一穷二白。外有日本竞争，内有资金困境，可谓是举步维艰，但华大水稻基因组项目成员决心不惜一切代价，在水稻研究上胜日本一局，报当年水稻命名权被日本抢走的一箭之仇。

为了追赶进度，平均一台机器一天检测1100个样品，最高峰时甚至能检测7600个，项目组成员晚班时睡在机房里，每隔三小时起来上一次样；为了节省成本，一些耗材反复使用，并用国产耗材取代昂贵的进口耗材，用人工操作替代部分自动化设备。

水稻基因组时为了追赶进度，项目组人员日夜工作

在如此艰苦的条件下，华大终于赶在日本之前出了成果：2001年底，华大基因完成了水稻(籼稻)基因组框架图的绘制，并免费公布数据库；2002年4月，Science杂志以封面文章的形式报道了这项工作。

Science杂志的封面图是中国云南的哈尼梯田，山地上层层叠叠的稻田极具民族特色。

o2 米已成炊

水稻基因组研究被中国拔得头筹后，日本的基因测序项目因为这次的竞争失败一蹶不振。日本学者很是不爽，在Nature杂志发了篇评论文章，主题是“饭要煮熟”，声称华大的水稻基因组框架图还有很多不完善之处，如果把水稻基因组框架图比作一锅饭，那它就是一锅没有煮熟的夹生饭。

面对日本人的质疑，华大果断用实际行动怼了回去。2005年，华大把绘制完善的水稻精细框架图以封面文章的形式发表在PLoS Biology上。这张封面图是华大特地设计的，画面是一个穿红衣的小孩抱着一大锅煮熟的米饭，他身边也有一碗饭。意思是水稻基因组框架图已经足够完美，生米已经煮成熟饭，再煮就要糊了。而且华大将这一大锅饭献给全人类（免费公开水稻基因组数据），自己只吃一小碗即可。值得一提的是，图中的出镜模特是一位华大员工的孩子，从文章到封面图都是made in BGI。

o3 两个汉字

2011年9月，华大和中国农业科学院、国际水稻研究所共同启动“全球3000份水稻核心种质资源重测序计划”，对3010种亚洲稻进行了重测序，并在2018年4月把研究结果发表在Nature杂志上。

在这篇文章里，研究人员没有采用日本的命名法，而是用了籼稻(Xian)和粳稻(Geng)的名字，结果投稿后Nature杂志社审稿审了将近两年，审稿人说这命名方法跟主流命名不一样，Nature编辑排版的时候说，要把这两个汉字去掉。

但研究人员坚持用这个命名方法，他们跟审稿人讲述中国历史，讲中国古代文献里关于籼稻和粳稻的描写，讲中国水稻研究奠基人丁颖先生的论文。水稻不仅在中国有悠久历史，分析结果也显示部分样本是起源于中国， 所以应该尊重传统文化和生物学客观事实，把“籼”、“粳”这两个字印在文章上，纠正日本人当年的错误。

Nature是世界一流的学术杂志，编辑有很高的话语权，投稿人往往很被动。研究团队敢跟Nature杂志社叫板，坚持自己的意见，底气在于这个研究非常有价值，是全球最大的动植物重测序项目，影响力很大。还有一个重要原因是，现在中国的国家实力上去了，文化、科技等软实力也上去了，其他国家无法再轻视中国。

最后，Nature杂志社终于同意刊登这两个汉字，但Nature是一本英文杂志，排版系统不支持汉字，后来只能以图片的形式插入了这两个汉字。

Nature文章中的两个汉字

从二十世纪三十年代起，丁颖等科学家就希望把水稻的两个亚种命名为籼稻和粳稻，但是一直没能改过来，如今这两个汉字终于刊登在Nature上。不仅意味着Nature首次出现了汉字，更意味着当年“印度型稻”和“日本型稻”的命名得到了纠正，具有重大的历史意义。另外，今后如果有中国人发表文章需要用到汉字，也能有例可依。

o4 纪念专刊

2022年4月，今年第四期的Molecular Plant期刊以20篇文章组成的专刊纪念了水稻基因组计划完成20周年，总结了从水稻基因组，测序的结构基因组到功能基因组，再到定量基因组研究方面取得的一系列重大成就。

一碗再常见不过的白米饭，背后是中国人上万年的水稻种植史和中国科学家的数十年的努力。当你捧起这碗米饭的时候，是否感受到了蕴藏其中的历史和智慧了呢？

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【声明】生命科学与基因技术正在高速发展，针对同一研究课题，不同团队的研究结果存在差异甚至相悖的可能。另受本人知识结构及参阅资料准确性的局限，文章内容仅供参考。欢迎读者随时纠错并参与讨论。