許勇：西瓜遺傳密碼的“解碼人”

□本刊記者 張威/文 曹立棟/攝

許勇正在提取樣品

與西瓜打了三十多年交道，他是科技界名副其實的“西瓜大王”；他帶領科研團隊率先繪制完成了世界上第一張西瓜全基因組序列圖譜，成功破譯了西瓜遺傳“密碼”，奠定了我國西瓜基礎科研在世界上的領先地位；在他的帶領下，我國西瓜產業從基礎研究、品種選育到良種產業化實現了跨越式發展……他就是西甜瓜產業技術體系首席科學家、北京市農林科學院蔬菜研究中心研究員許勇。

破譯密碼：繪制首張西瓜基因“地圖”

1982 年，面臨高考填報志愿的許勇，從《中國青年報》上看到一篇名為《21 世紀是生物世紀》的文章，他怦然心動，隱約覺得，掌握這門技術，就可以讓生活發生翻天覆地的改變。最終，許勇填報了北京農業大學“遺傳育種”專業，但由于國內高校相關學科初創，該專業并未實際招生，他被調劑到“蔬菜專業”。母親憂心忡忡：“學種菜，這算什么本事？”許勇也有些懊惱，但當他步入大學后才發現，自己并沒有偏離最初的理想。“蔬菜專業”其實是在探索農作物的遺傳發展規律，他一口氣讀到博士，畢業5 年后，被北京市農林科學院蔬菜研究中心聘為西瓜課題組的學術帶頭人。

說起西瓜，人們都很熟悉它甘甜的味道，可是很少有人知道，原產于非洲的西瓜原本是堅硬苦澀的，也很少有人知道，在西瓜變得越來越甜時，卻更容易“生病”。長期以來，栽培西瓜遺傳多樣性狹窄一直是制約西瓜品種改良的主要因素。“當時只有常規育種手段，從雜交、提純、改良，到獲得一個好的品種，往往需要六到八年的時間，而且常常還要靠運氣。因為這個育種相當于十萬分之一到百萬分之一的概率事件，也就是說，你要選育一個品種，要有十萬棵單株，你才有可能拿到一個好的材料。”許勇回憶道。

如何把育種效率提高一千倍以上？許勇想到了借助新一代測序技術來破解西瓜的基因密碼。2008 年，由許勇牽頭組織發起的“國際西瓜基因組計劃”正式啟動。歷時4 年，科研工作者通過采用“全基因組鳥槍法”測序策略進行雙末端測序，得到了總量約為46G 的西瓜全基因序列數據，最終打開了西瓜生命活動的“黑匣子”，并且構建出1000 多份西瓜資源的DNA 指紋庫。

“掌握了基因組序列圖譜，就好比有了礦產分布圖，今后只要按圖索驥就可以‘采礦’了，大大提高了育種效率，減少了無效勞動。”許勇說道。

拿到基因組圖譜，許勇和團隊很快找到了枯萎病、白粉病、炭疽病等多個抗病性基因，以及果實含糖量、大小形狀等品質的基因標記。定向、精準地轉育這些性狀基因，顯著提高了育種效率。

“科技成果的轉化是科研創新不可分割的一部分。農業作為應用型學科，其科技創新的成效，必須要以產業鏈作為支撐，以能否轉化到市場上創造效益作為重要標準。”

育種創新：種子的好壞要讓市場和農民來說話

對于北方地區的瓜農來說，京欣系列西瓜可以說是無人不知。20 世紀80 年代，由北京市農林科學院蔬菜中心選育的“京欣1 號”，以其優良的綜合性狀風靡全國，成為我國西瓜早熟育種里程碑的品種。然而，90 年代，“京欣1 號”因耐儲運性與抗病性差等原因，逐漸不能滿足市場需要。西瓜產業要持續發展，急需進行品種的更新換代。彼時，許勇剛接手蔬菜中心西瓜育種課題組，下決心要提高西瓜的品種質量。

“好的育種家就像一名‘調酒師’，需要對西瓜的整體性狀有所了解，再把優良的形狀都融合在一個品種身上，調出最美的味道。”談到多年來的西瓜育種工作，許勇這樣比喻道。

正是經過無數次篩選，“京欣2-4 號”系列抗病、高甜、高產西瓜育成了，一時間占領北方市場，京欣系列西瓜全國占有率達到30%，在華北華東西瓜主產區占有率超過60%。該項成果獲得2013 年北京市科學技術一等獎、2014 年國家科學技術進步二等獎，有力推動了北方保護地西瓜品種的更新換代。

“京欣系列的成功，一個核心就是緊緊抓住科技創新，在技術和材料上領先于人；另一個就是瞄準市場需求，迅速把我們在技術和材料上的優勢與產業需求相結合，快速轉化成產品，把產品變成推廣面積，進而轉化成品牌效益，形成良性的循環。”許勇總結道。

其實，許勇及其團隊緊跟市場，快速推出品種創新的案例還有許多。

2012 年，為滿足西瓜不斷向優勢產區聚集，對長距離運輸的要求，許勇推出了華欣系列，一年推廣面積達到50 萬畝，與京欣系列相比，在保持早熟性的基礎上，豐產性、抗病性、耐儲運大幅度提高。

進入新時代，優質特色小型西瓜品種需求旺盛，國外品種曾一度壟斷國內市場。結合標記輔助育種技術，許勇培育出多彩瓤色“京彩”和“京美2K”等小果型西瓜新品種，兼具品質優、適應性廣、耐貯運等優點，全面取代國外品種。2023 年 “京美2K”入選農業農村部西瓜唯一主導品種，是我國小型西瓜的第一大品種，成為推動我國西瓜向優質高效訂單農業轉型的主導品種，獲2021 年神農中華農業科技一等獎。

“對于育種家來說，最好的創新成果就是品種，而考量品種好壞的標準，不僅僅是上級部門的審定，更多要讓市場和農民來說話。”面對長期以來農業科研單位存在的科研與生產“兩張皮”的問題，許勇認為，科研單位除了搞好育種，還要推動科技成果轉化，服務西瓜生產發展。

打造品牌：成果轉化以產業鏈為支撐

在2013 年“科技盛典”頒獎典禮上，許勇道出了自己作為一代育種人心中的科學夢想——堅守國產西瓜品種的陣地絕不失守。

“其實當我們過分強調了某一項技術的領先時，也應想到這項技術在創造產品、支撐產業發展、企業營銷等環節構成的一整套體系中，如何保持優勢。”許勇對技術成果轉化有著清醒的認知。

西瓜全基因組圖譜繪制完成后，國外專業化的育種公司在技術應用方面非常“神速”。跨國種苗公司“先正達”的西瓜育種與產業化實力為世界翹楚，一直試圖搶占我國保護地西瓜早熟品種的市場。幸運的是，幾番較量下來，許勇所培育的品種牢牢保住了市場主導地位。

“科技成果的轉化是科研創新不可分割的一部分。農業作為應用型學科，其科技創新的成效，必須要以產業鏈作為支撐，以能否轉化到市場上創造效益作為重要標準。”許勇是這樣說的，也是這樣做的。

早在改革開放之初，北京市農林科學院蔬菜研究中心就率先創辦了良種開發企業。2015 年按照農業部的要求，實現事企脫鉤，完成了股份制改造，建立現代企業制度，正式成立“京研種業”公司。之后事企脫鉤和股份制改造真正讓企業成為了創新主體，也極大激發了育種家的創新動力。既保證了育種家在品種創收方面的收入，也體現了股份收益，把育種家和企業的命運緊密聯系在了一起，“京研“品牌逐漸在農民和種業公司間口口相傳。

如今，在西瓜主產區，一望無際的瓜田里都是許勇培育的品種；布滿種子商店的鄉鎮街市上，西瓜種子店家甚至掛出許勇的照片來招攬生意；來到瓜農家中，他們會特意跟許勇說：“你看這棟房子，就是種你的西瓜賺錢建起來的。”每每在這種時候，許勇心中就會甚感欣慰：“瓜農對育種家的認可，就是對育種家最大的褒獎。”

組培室內，許勇（中）指導學生通過基因編輯技術提高西瓜的品質與抗性