謝旗（右二）團隊在試驗田。受訪者供圖
■本報記者 馮麗妃
10月，正值稻谷歸倉。從江蘇鹽城的沿海灘涂到寧夏賀蘭山下的鹽堿地，再到山東東營黃河入海口鹽堿地，一片片高大的甜高粱在風中搖曳，而籽粒沉甸甸的紅色穗頭壓彎了莖稈。
“高粱是個‘駱駝植物’，天生耐旱、耐鹽堿、耐貧瘠。”中國科學院遺傳與發育生物學研究所（以下簡稱遺傳發育所）研究員、玉米等作物種質創新及分子育種全國重點實驗室主任謝旗說。這是他開展甜高粱研究的第18個年頭。
回望來路，謝旗不曾料到，當初他心中那個躍躍欲試的念頭，如今已在全國50多萬畝鹽堿地上開花結果。圍繞高粱這個人們眼中的小眾“邊緣”作物，他和團隊不僅實現了產業化推廣，還挖掘出一系列關鍵耐逆基因，在國家飼料糧安全主戰場發揮著重要作用。
近日，謝旗接受《中國科學報》專訪時，回顧了這段從零起步到“頂天立地”的科研歷程。他表示，獲批國家自然科學基金聯合基金重點支持項目“經濟作物甜高粱耐鹽堿分子機制及種質創新”（以下簡稱聯合基金項目），是其中至關重要的一個轉折點。
從零起步，鎖定“駱駝植物”
遺傳發育所里謝旗的辦公室桌上，放著一大瓶形態各異的高粱樣本。那是他和團隊多年來選育的甜高粱品種，也是他們科研路上最真實的見證。每當有客來訪，他總會熱情介紹：“這是抗鳥食的高粱，這是穎殼易脫的高粱，這是帶‘稻花香’味的高粱……”
一切的起點，要回溯到2007年。彼時的謝旗已是植物逆境生物學領域的知名學者，在模式植物——擬南芥的耐逆機制研究中成果豐碩，發表多篇高水平論文。然而，一個問題始終縈繞在他心頭：“我們揭示了許多漂亮的分子機制，但它們怎么才能真正用到田里，解決農民的實際問題？”
模式植物研究難以回答這個問題。謝旗的目光最終落在了高粱上——這種起源于非洲撒哈拉沙漠邊緣的“駱駝植物”，天生可在逆境中生存，還能通過氣生根與微生物聯合固氮，減少化肥依賴。
更重要的是，謝旗從小在江蘇如皋長大，記憶里就有吃“甜稈兒”的習慣。“長江以南種甘蔗，我們長江以北就種甜高粱。夏天，我們那里家家戶戶都會種一小塊甜高粱地，種出的甜高粱像甘蔗一樣嚼著吃。現在網上還能買到。”
這個童年記憶，點燃了他的科研靈感。
2007年起，謝旗開始系統收集甜高粱種質資源。他發動家人幫忙，開著小卡車在上海崇明島和江蘇南通等地挨家挨戶走訪農民，嘗甜度、看長勢，并帶回第一批農家品種。此后，他又與地方農業科學院、農業高校合作，逐步建立起如今涵蓋全球超1200份材料的甜高粱種質資源庫。
2009年，謝旗與江蘇沿海地區農業科學研究所合作，在鹽城灘涂試種甜高粱。這是他第一次真正把實驗室搬到鹽堿地上。他那時的思路很簡單——先做應用推廣，滿足農民和產業的實際需求，借助地方和企業的支持讓研究持續進行。
“一開始沒經費、沒人手，只有我和一名研究助理收樣本、做試驗、跑田間。”他回憶說，“那時不敢讓研究生參加，因為沒積累，怕耽誤他們畢業。”
不過，那段最困難的日子還是堅持下來了。2012年，試驗初見成效。他們與企業合作，在鹽城建立起一套鹽堿地循環農業模式。甜高粱整株粉碎后進行青貯發酵，用于養殖；千畝養殖區年出欄羊可達30萬只，羊糞經發酵處理又還田作為有機肥，形成“高粱-畜牧-有機肥-土壤改良”的生態閉環。
這一年，這套鹽堿地循環農業模式讓謝旗和團隊獲得中國科學院8萬元精準扶貧示范推廣資助，開始在山東、寧夏、內蒙古等地將甜高粱作為優質飼料加以推廣，既能助力農民增收，又能緩解飼料糧短缺問題。
隨著田間實踐的深入，團隊系統收集了材料、積累了種植經驗，還在種植和生產的過程中發現了一系列的科學問題。2016年起謝旗開始招收高粱研究方向的研究生，系統布局甜高粱的基礎機理研究，目標是“反向指導品種改良，讓品種更實用、更好用”。
厚積薄發，駛入“快車道”
真正的轉折發生在2019年。謝旗牽頭申請的聯合基金項目獲批。這不僅是一筆關鍵經費，更是國家對他們研究方向的認可。“這筆資金如同及時雨，讓我們能真正放手開展深入的基礎研究。”謝旗說。
在他看來，聯合基金項目的特點是既要追求自由探索的科學高度，也要服務于地方的產業需求。這正與他“從田間來，到田間去”的想法契合。
有了穩定支持，研究迅速駛入“快車道”。短短5年間，他們在基礎研究領域接連取得突破。利用基因編輯技術，培育出帶有“稻花香”氣味的甜高粱，讓動物更愛取食其莖葉，并提升了高粱酒、高粱醋的風味品質；發現鳥類避食的高粱種子富含單寧，并解析其代謝通路，為抗鳥害育種提供分子標記；找到控制種子包殼的關鍵基因位點GC1，有助于大幅降低人工脫粒成本，提升機械化播種效率；在高粱中克隆主效耐堿基因AT1，若全球20%鹽堿地種植AT1改良作物，每年可增產糧食2.5億噸以上，該成果入選兩院院士評選的2023年度“中國十大科技進展新聞”和2023年“中國科學十大進展”；今年發現可像“開關”一樣調控高粱對寄生植物的抗性基因，為抗寄生育種提供新路徑。
這些成果不僅登上《科學》《細胞》等期刊，還有助于反哺育種實踐，推動分子設計育種。基于此，研究團隊培育出“中科甜”系列6個國家登記品種，具有耐鹽堿、高生物量、高蛋白等特點。其中，“中科甜968”株高可達4.35米，堪稱“小巨人”，畝產秸稈4至10噸，籽粒200至400公斤，飼喂奶牛可使其日產奶量提升0.5至2公斤，成為鹽堿地高效利用的“明星品種”。
如今，謝旗團隊的甜高粱已在山東、江蘇、寧夏、甘肅、新疆、黑龍江等地推廣種植超50萬畝。不同特性品種各展所長：適口性好、蛋白質高的品種可以給灘羊、湖羊等做飼料；可分蘗品種能適應干旱區種植，彌補出苗率不足；一些南方品種一年可收割6茬，極大提高土地利用率；在北京通州，他們還種出“彩高粱”——白、黃、紅三色錯落有致，助力觀光農業發展。
“我們的推廣靠地方政府、企業和公益基金會共同驅動。”謝旗指出，這種“科研+企業+政府”的多方協作模式，確保了技術的有效落地與持續生命力。
感到欣慰，研究幫農民解決問題
在謝旗看來，做科研既要攻難題，也要育新人。他要求團隊成員不僅會做實驗，更能下地、懂農民、知產業。這種“接地氣”的培養模式已結出碩果，團隊中走出多位相關領域的領軍人才，一批青年科學家已能獨當一面。
談及最有成就感的事，謝旗坦言：“就是看到研究真正用在田間，幫農民解決問題。鹽堿地煥發生機、農民實現增收、成果被企業認可、年輕人茁壯成長——這些都讓我感到欣慰。”
2007年，謝旗從擬南芥轉向高粱研究時已44歲。為踐行“學以致用”的目標，他常年保持每天只睡4小時的生活節奏——從晚上11點到凌晨3點，如此堅持十余年。他的科研征程恰如物理學中的“飛輪效應”——啟動時需克服巨大阻力，一旦突破臨界點，前路便豁然開朗。
“人就是要踏踏實實做事，把手頭的工作做好。”謝旗說，“我的愿望很簡單，就是讓農業生產環境更好一點、農藥化肥用得再少一點、大家的生活更美一點。”
如今，62歲的謝旗仍思維活躍，壯心不已：培育矮稈高粱，解決易倒伏、難收割的問題；培育“軟稈高營養”高粱，提升牛羊消化率；提升高粱口感，推動這種“邊緣”作物重返餐桌……
謝旗還兼任國家玉米種業技術創新中心首席科學家。他希望將以往在高粱研究中積累的知識，進一步用于玉米、小麥、水稻等更多作物的研究。“做科研不能只發論文，要落地，要服務國家、服務農民，這樣才有意思。”他說。
《中國科學報》：對探索之路上的青年科學家，你有什么建議？
謝旗：第一，扎實的基礎科學一定要做好，這是根本；第二，作物研究一定要走到田間去，科學問題是從田間發現的，不是辦公室想出來的，要跟農民、產業界的人交流，知道他們需要什么，比如我們觀察到“鳥不吃某種高粱”這一現象，揭示了影響鳥類選擇性取食的機制，進而將其用到育種和釀酒質量調控上；第三，不要貪多，要集中攻克一兩個問題，做深做透才能出成果，“東方不亮西方亮”的想法會導致什么都做不好；第四，要關注國家重大需求，解決真問題。
《中國科學報》：你多次獲得國家自然科學基金的資助，在申請方面有什么經驗可以分享？
謝旗：國家自然科學基金的申請者水平較高，競爭激烈。我認為關鍵在于兩點：一是基礎扎實，國家自然科學基金是我國資助基礎研究的主渠道，我們從2007年開始積累相關基礎研究成果，材料、數據、技術的儲備都達到了一定要求；二是要有好的想法，但這個想法不能脫離實際，應當結合國家重大需求，具備應用導向；三是要提前布局，18年前我做鹽堿地飼料作物時，還沒有相關布局，現在這個領域已經很多人在做了；四是要有耐心，不要急于求成，建議青年學者深耕一個方向，慢慢積累，專注才能出成果。
《中國科學報》(2025-11-24 第4版 自然科學基金)本文鏈接：一個“邊緣”作物的頂天立地路http://www.sq15.cn/show-11-28542-0.html
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