文 / 玥言
樸鍾澤博士（右）與楊瑞芳博士（左）
2019年國際糖尿病聯盟（IDF）釋出第9版的《全球糖尿病地圖（IDF Diabetes Atlas）》顯示，目前全球範圍內估計在20歲-79歲人群中有4。64億人患有糖尿病，預計到2030年，糖尿病患者會達到5。784億，到2045年，糖尿病患者將達到7。002億，每年有數以萬計的患者死於糖尿病及其併發症。
從調查資料來看，目前我國成人糖尿病的患病率達11。6%，中國糖尿病患者人數已經居全球第一。
而不久前，小編從上海市農業農村委聽聞一則既令人振奮，又讓人感動的訊息，他們科技興農推廣專案近來大力扶持的上海農科院高抗性澱粉水稻“優糖稻”研究，成果斐然。它產出的稻米因富含高抗性澱粉，非常適合糖尿病人。而這一項研究前期也獲得了上海市科委基礎研究專案的資助。
帶著強烈的好奇心，小編走訪了上海農科院作物所特種稻課題組團隊，原來這背後深藏著一段20年初心不改、潛心科研的感人故事。
樸鍾澤博士 上海農科院研究員
1983年延邊農學院獲得農學學士學位，1989年東北農學院獲得農學碩士學位，2000年在首爾大學獲得農學博士學位，2001年首爾大學博士後畢業。 一直從事水稻遺傳和分子育種方面研究。主要承擔了國家863攻關專案和國家國際合作專案、國家教委海外留學專案、國家“10。5”攻關專案、中韓國際合作專案以及上海市農委和科委重點攻關專案等。期間培育了金珠1號、滬LPR18、優糖稻2號等12個常規水稻新品種和功能性水稻品種，並累計推廣1000萬畝以上，獲得省部級科技進步二等獎2項，三等獎4項，獲得國家發明專利6項，在國內外核心刊物上發表60多篇學術論文，各類國際會議論文9篇，其中SCI論文 11篇，培養碩士研究生10名。
心裡播下
“功能水稻”的種子
樸老師在海南基地
樸鍾澤剛從上海市農業科學院作物育種栽培研究所退休，從他的言語中，你聽出一股堅持理想、永不服輸的韌勁。他看上去直率、憨厚、樸實，同行們可能不認得他的面孔，但一聽說他在做的是優糖稻，大機率會驚呼一聲：“噢，您就是樸鍾澤教授啊！”
下田插秧，本來不需要樸鍾澤這個“段位”的人親自去做了，但他總是毫不猶豫地頂著火辣辣的太陽，戴上草帽，挽起褲腳下大田。他風趣地說：“不經常和它們（水稻）見見面，很快就會變得陌生，要分辨不出了—就像你看歐美人，你看得出他們長相的區別嗎？”
他說，這也緣於他從小在農村生活養成的勤勞的習慣。他出生、成長於盛產水稻的東北，是地道的吉林延邊人，朝鮮族，從小說的是朝鮮語，在學校很長一段時間連漢語都沒有學過。延邊70%是山地，山谷裡生產的稻米量雖然不大，但軟糯香甜，樸鍾澤 13歲起就開始幫著父母下地幹農活。然而稻花雖然芬芳，可樸鍾澤和當時許許多多夢想跳出“農門”的孩子一樣，一心想透過讀書、考試，遠離農業，讓父母和自己不在田間繼續辛苦勞作。
他很早就認識到，必須學漢語，所以在小學畢業時，寧可降一級，從初中降回小學去，也要讀漢族班。1979年，他一舉考上大學，成為母校歷年來僅有的一個大學生，直到現在，他還是當地的傳奇人物，求學故事被傳為美談。
造化弄人，樸鍾澤想離開農田，卻又進了農學院。學一行，愛一行，樸鍾澤性格中的韌勁又開始發揮化學反應了。畢業時，他平均分達到93分，被評為優秀畢業生，所有的就業單位隨便他挑。
3年後，他邊工作邊刻苦研讀，自學日語，考上了東北農業大學的碩士研究生，當年招收的86名研究中，他又是獨佔鰲頭。
他深知，想要做出一番成就，需要一個好的平臺。所以，他憑著自己的努力，一個臺階一個臺階地向上邁，從延邊的小村莊走到東北農大，又走到天津農科院。 期間，他曾應中日友好協會的邀請，去日本研修7個月，走訪了多家研究所，瞭解日本水稻種植的先進技術，這次研修令他眼界大開。也正是那一次，他第一次聽說了功能水稻這個新名詞，喜歡探索新鮮事物的樸鍾澤從此在心裡埋下了“功能水稻”種子。
他琢磨，隨著人們生活水平的提高，飲食結構已發生巨大變化，由於膳食結構不平衡和營養過剩而造成的“文明病”已在我國出現並呈逐年擴大的趨勢。糖尿病、肥胖症、高血壓、高血脂、心腦血管病及冠心病等已成為危害我國人民健康的主要疾病。而水稻是三大糧食作物之一，稻米澱粉含量最高，為人類最重要的碳水化合物和能量來源之一，改良稻米中的營養成分有利於降低人體對碳水化合物的吸收，從而可能降低“文明病”的發病率。
1995年，他已任天津農科院作物所副所長，此時天津市組織部對他更有新的任命。然而，同期國家教育部也來了公派韓國研修的機會。樸鍾澤感到，自己從內心深處還是熱愛科研，熱愛水稻，水稻種植技術的每一個新名詞都能夠令他精神為之一振。於是，他聽從了自己內心的呼喚，在國家都需要的兩個崗位上，毅然放棄從政，選擇了艱苦的科研之路。
貼身放著500種
突變水稻種
這是他人生道路上最重要的一次轉折之旅。
1996年，韓國首爾大學農學系作物育種實驗室，是在韓國農業學界享有盛譽的一間實驗室。在這裡研修半年之後，樸鍾澤處於對新知如飢似渴地吸收中，他沒有像其他人那樣專案結束就返回國內，而是和教授提出了留在韓國，繼續攻讀博士的想法，獲得首肯，國家也支援了他的選擇，一直為他提供獎學金，直至他2002年2月博士畢業。畢業時，時任韓國總統金大中還親自參加了畢業典禮。
“韓國這個實驗室，在水稻誘變技術上非常有名。”樸鍾澤說，這是最吸引他的地方，想培養優質的功能水稻，離不開先進的誘變技術。
所謂誘變，就是既可以在原有的水稻品種資源中篩選，也可透過物理或化學的方式，甚至輻射和航天誘變，使物種發生基因突變，再篩選出符合需要的突變品種。
那時，較多采用的還是化學誘變劑。化學誘變劑是一類能和DNA起作用進而改變DNA的空間結構或者結構組成，導致DNA產生變異的物質。科學家常利用化學誘變方法在較短時間內獲得有利用價值的突變體。化學誘變方法有使用方便，特異性較強和誘變後較易穩定遺傳等優點。但這是一種劇毒的化學藥劑，危險性極大，所以很多人、特別是年輕人不願意接觸這個領域。而且它見光就分解，配製試劑的時候要特別小心，很多器皿都要紗布包嚴，做避光處理。
水稻有個有趣的特性，它一般在中午十一點、十二點開花，樸鍾澤就總要在大日頭底下，穿上悶人的高筒膠靴，戴頂草帽，下到實驗田裡，把目標水稻品種挖出來，將沒開花的揀掉，留下開花的，帶回實驗室，又將這些花剪除，留下稻株備用。開花表示水稻已經受精，受精後8小時內的稻穗，誘變效果最好。樸鍾澤將剪好的稻穗泡在誘變劑裡，泡上二三十分鐘。“這個工作也非常危險，一定要防護到位，避免誘變劑在操作過程中濺到手上，發生化學反應。”
泡好之後的稻穗，要在水池中用流動水沖洗，沖洗完畢後，再重新種回去，開始養育，讓它正常生長、結粒。誘變劑則放入光照條件下，使其充分分解，消除危害。
生長成熟結粒的水稻，收取了種子之後，第二年要播種在實驗田裡。“誘變後，植株發生突變的機率可能是萬分之一，甚至更小，所以突變育種的基數一定要大，出現突變的機率才可能高。”樸鍾澤說，往往一次要播種幾萬株或幾十萬株經過誘變的水稻籽粒。播種完了之後還要移栽，就是人們俗稱的插秧。移栽還有講究，如果種得太密，就不容易看出突變性狀，所以行距要保持在15釐米，間距要在20釐米，一畝地大約種2萬株左右。
更艱辛的環節還在後面。等綠油油的小苗如少女般婀娜的身姿，在清亮的水田中搖曳的時候，研究者們卻要忍著痠痛，長時間地彎著腰，踩在水田裡，在幾萬或幾十萬株碧綠的小苗中，用肉眼去尋找外觀發生突變的植株。
就像一個呱呱墜地的新生兒，水稻的整個生長過程都在研究者的關照之下了。有的是苗期葉片就發生了變化，有的是植株高度有了變化，有的葉片角度有所改變，還有的稻穗大小和以前不同，這些都是突變的植株，不管對將來有沒有用，都要把它記錄下來，掛上標記。突變的植株還要拿到室內再鑑定。在室外是觀察植株形態，到室內主要看粒形、胚的大小和胚乳顏色等的變化，還要看籽粒的變化。找到籽粒突變的植株，就要透過檢測，觀察成分是否有變。
等到收穫的季節，這些突變的植株種子都要收集起來，次年再種下去，看是不是還有這種性狀。如此反覆驗證的過程，再加上中途各種研究訴求，從開始處理到發現想要的品種，整個實驗週期很長，往往要四五年時間。沒有足夠的熱愛和耐心，很難完成這樣清苦的堅守。
實驗進行了3年，樸鍾澤在韓國的博士和博士後學習也接近了尾聲。他很有心，在田間收集了1萬個外觀發生突變的水稻植株，將籽粒一部分打成稻米，一部分留作種子，剝掉硬殼的稻米用於觀察籽粒的突變，種子用於後續種植、觀察。這些籽粒中包含了500個種類，他把它們分別裝進種子袋，帶在身邊。
後來進入課題組的楊瑞芳說起她的恩師樸鍾澤，“特別具有前瞻性。他屬於國內很早就關注功能性水稻研究的，那時中國人的飲食健康觀念還遠沒有像現在這樣科學、普及，不要說抗性澱粉連很多專業人士都沒聽說過，就連現在人們耳熟能詳膳食纖維概念，還不怎麼為人重視。”楊瑞芳說。
“ 錢又不多了，
你要想想辦法！ ”
2001年，樸鍾澤回國了，他作為優秀人才被上海農科院引進。當時也有別的高校和研究機構向他伸出橄欖枝，但是他還是選擇了上海。
樸鍾澤終於展開他獨立的功能稻研究大業了。他將突變的種子播種進實驗田，2002年有了第一批收穫。冬天，又將新一代的種子帶到海南基地，加一代種植，再收成種子，繼續觀察。籽粒外形沒有特別大差異的，就被淘汰掉，經過兩輪篩選，“倖存”下來的並不多。
樸鍾澤那時想要篩選膳食纖維含量高的突變品種，當時膳食纖維的概念還比較新，對人體的好處也非常明顯。
原籽粒原本是透明的，如果在種植中突變成了不太透明的，那就值得留心了，這是典型的膳食纖維含量高的突變體，後來經過檢測也證明，確實如此。留下來的幸運兒被再次播種到田裡，繼續培育、篩選；本來胚很小的，現在變成了巨胚，也是突變體；有些種子今年種了，明年再種，突變的還會發生反突變，這是由於基因組合當中不太穩定，不穩定的也要被淘汰掉。
如此過程又耗掉了樸鍾澤三四年的人生。到2005年，終於留下20幾個株系，定型了幾個品種。
看到這些，人們很容易會想像著樸鍾澤帶著一群人在水稻田和實驗室裡埋頭工作的景象。然而，人們需要將想像力調整到另一個空間維度裡去。農科院在他剛來時的總體條件也非常有限，他又剛剛就職，還申請不了什麼專案，無法搭建團隊，所以做所有這些工作的時候，通常只有樸鍾澤一個人，孤獨的身影來來去去，有時候身邊會多上一名臨時工。實驗室也沒有，到了2003年，才在別的水稻研究團隊的幫助下，建了一個實驗室。
他也沒有大把的資金，僅憑上海科委給留學歸國人員的2萬元科研經費起家，後來在院裡幫助下，又到國家教委申請了一筆4萬元的啟動資金，再就是上海市科委基礎處的一個專案，又給了他4萬元。他做的研究要測試、要分析，費用都很昂貴，負責後勤的同事經常打電話對他說：“樸博士，錢又不多了，你要想想辦法啊！”然後他就又去四處化緣。
樸鍾澤一直覺得，“我知道我手裡確實掌握著一些獨有的資源，再加上不懈的努力，天下無難事，讓我放棄是不可能的。我培育功能稻的理想，是多少年也沒有變過的。”
韓國之行
給他帶來意外之喜
2004年，發生了一件有趣的事。
做了幾年的育種、篩選工作後，他想檢測一下研究成果，就將培育出來的各種種子拿出來送去上海一家檢測機構，檢測膳食纖維含量。做這樣檢測的機構並不多，且費用昂貴。
1個月後，檢測機構給他寄來一份報告，報告上的資料令樸鍾澤瞪大了眼睛，直呼“不可能！肯定測錯了！”這個耿直Boy馬上撥通了檢測機構的電話，指出資料太高，要求對方重新測一次。
“當時一般的功能性水稻膳食纖維含量大概在0。5-1%，而我們的種子裡，有四五種達到了5-7%，太不真實！”檢測結果再次出來了，比例還是那麼高，倔強的樸鍾澤還是不信，但又沒有更多資金去做交叉驗證，這件事情也只好不了了之。樸鍾澤說。並非他對自己的成果沒信心，而是這個資料實在是超出他的想像太多。
慢慢地，他招收了一些碩士研究生，有了人手，研究速度加快了不少。在2006年時，後來的“降糖稻1號”基本定型。
2006年底，樸鍾澤再次經由上海市財政資助來到韓國，做為期3個月的研修。“非常巧合，我本應去育種實驗室，但那邊暫時沒座位，就把我安排到了品質實驗室，沒想到從此開啟了新篇章。”
有一天，樸鍾澤發現同實驗室的一位博士在做一種名叫“抗性澱粉”的物質的研究，新名詞一向很容易抓住他的好奇心，他追著博士問這問那，博士也解囊相授，將抗性澱粉的原理細細道來。
原來，世界上1982年才有了“抗性澱粉”這個概念，英國科學家 Englyst等人在進行膳食纖維研究中，發現不溶性膳食纖維中含有澱粉成分，首先將這部分澱粉定義為抗性澱粉（Resistant Starch）。1992年，歐洲抗性澱粉協會（EURESTA）將抗性澱粉定義為“不被健康人體小腸吸收的澱粉及其分解物的總稱”。它又被稱作抗酶解澱粉、難消化澱粉，存在於某些天然食品中，如馬鈴薯、香蕉、大米等都含有抗性澱粉，特別是高直鏈澱粉的玉米澱粉含抗性澱粉高達60%。
這種澱粉較其他澱粉難降解，在體內消化緩慢，吸收和進入血液都較緩慢。人類膳食中最主要的是碳水化合物，根據最新營養學分類，澱粉可分為快速消化澱粉、緩慢消化澱粉和抗性澱粉。快速消化澱粉能迅速在小腸中消化吸收，血糖應答高；緩慢消化澱粉在小腸中緩慢消化，血糖應答低；抗性澱粉不能被小腸中的澱粉酶水解，不引起血糖應答，但在人的腸胃道結腸中可以與揮發性脂肪酸起發酵反應。
他搜尋了一下，發現抗性澱粉和膳食纖維的功能有些相似，但兩者的結構特性完全不同，也存在功能性差異。兩者最大的區別在於，人食用膳食纖維後，原樣排出，而抗性澱粉還有許多功能性轉化，對人體有著優越的生理功能。
“抗性澱粉的很多功能對人類健康很有意義，特別是對糖尿病患者的好處非常明顯。”樸鍾澤說。根據當時已有的一些研究，高抗性澱粉飲食與低抗性澱粉飲食相比，具有較少的胰島素反應，抗性澱粉不能在小腸中被消化吸收和提供葡萄糖，而且對大米中普通澱粉有包埋作用，可以延緩糖的釋放和吸收速率，降低餐後血糖和胰島素的應答，提高人體對胰島素的敏感性，使人體促進營養吸收，形成良性迴圈。這對糖尿病患者餐後血糖值有很大影響，尤其對於非胰島素依賴型病人，經攝食高抗性澱粉食物，可延緩餐後血糖上升和降低胰島素的分泌，同時可改善脂質的構成，從而有助於預防和控制糖尿病。
樸鍾澤馬上想到，糖尿病患者看到白米飯往往是望而卻步的，白米飯非常容易被消化，餐後血糖會迅猛上升，而病人身體裡沒有足夠的胰島素應對，就會引發高血糖。以往，使用糙米、燕麥、雜糧等來替代主食，是許多糖尿病患者不得不選擇的方式，不過它們的口感味道和稻米完全不同，更滿足不了中國人（或亞洲人）對稻米的“胃口依賴”。
“如果能夠種出抗性澱粉含量高的水稻，糖尿病患者不就可以痛痛快快地吃飽米飯了嗎？”他興奮地想。
當時，高抗性澱粉含量的水稻資源在國內外都還鮮見報道，抗性澱粉對調節膳食結構有著十分重要的意義，水稻是我國的傳統主食，食用部分含有70-80％的澱粉。但稻米中RS含量很低，熱米飯中RS含量一般低於1%，冷米飯中RS含量也僅為l-2。1％。在我國60%以上人口作為主食的稻米中，透過遺傳改良提高抗性澱粉含量，是一個十分重要的課題。它對提高我國人民的健康水平，減緩“城市病”的蔓延，具有極其深遠的現實意義和經濟意義。
樸鍾澤預感在這一方向上的研究將會有大的進展。
他很有心，這次來韓國，又隨身帶了15種種子樣品，本來想來測一下膳食纖維含量，現在馬上請博士幫忙改測抗性澱粉含量。
結果令兩個人都大為吃驚，樸鍾澤更是欣喜若狂！
有5種抗性澱粉含量超過13%，最高的一種竟高達14。1%！而普通大米的抗性澱粉含量只有0。5%。
樸鍾澤如獲至寶，激動的情緒在胸中翻騰。多年的付出和努力總算沒有白費，上天似乎一直在等著給他這樣一個驚喜。可以說，這是近10年來，他透過對幾十個品種的誘變處理，反覆觀察和分析鑑定，最終在十幾萬個突變群體中得到的高膳食纖維含量的遺傳穩定的突變體。
在科研中，獲得原創性的研究，太難，也太重要了。
獲得國內首個
高「RS抗性澱粉」 粳稻新品系
優糖米飯中麥稻米
2007年1月，他回到國內，立刻與上海市科委國際處聯絡，彙報了這一喜訊，得到高度評價，並馬上申請獲批了一個國際性研究專案。
樸鍾澤的幹勁更足了，他向院裡申請了人手，很快獲得支援，團隊慢慢開始組建起來了。先有張建明、李茂柏（後調走），2008年白建江加入，2010年透過招聘考試，正式留下，大田管理一直有龔長春師傅全盤掌管。2011年楊瑞芳博士也加入團隊，便形成了現在特種稻課題組的專業核心架構。
幾年中，樸鍾澤帶領著團隊，每年穿梭於海南和上海的試驗田。由於以前高抗性澱粉水稻種子篩選的標準還不太清楚，隨機性比較大，現在團隊針對性地對高抗性澱粉水稻的外觀特性做了系統研究，選取其他水稻品種雜交育種，並確定了育種路線，這樣一來，育種效率就大大提高了。
2009年，專案終於完成了。課題組給他們的第一個“孩子”取名“降糖稻1號”，這是國內首個高抗性澱粉粳稻新品系，也是當時世界上抗性澱粉含量很高的人工種植水稻。
那一年，由於得到訊息的媒體提前關注，他破例邀請兩家媒體參加了驗收會。2010年春節後，新民晚報在頭版頭條位置刊發了“降糖稻1號”育種成功的訊息，頓時在社會上引起轟動。那段時間，正是人們歡度新春佳節，大快朵頤，觥籌交錯的時候，飲食健康也一再被媒體提及。
許多企業找上門來，要與課題組合作，開發相關的健康食品。
樸鍾澤在商業上純屬“小白”，他索性將成果開發的獨家代理權給了一家農業科技發展有限公司。很快，“降糖稻1號”的衍生產品問世，它給“糖友”們帶來了福音，解決了“糖友”吃飯難、吃不飽的問題。
研究團隊在復旦大學附屬華東醫院對“降糖稻1號”進行了血糖指數測試，實驗結果表明：降糖稻米飯的血糖指數為48。53，屬於低血糖指數食物。並且通過幾百人為期半年多的臨床實驗，證實“降糖稻1號”具有控制糖尿病人餐後血糖、改善血脂、飽腹耐飢餓和防治腸道疾病等功效。
2014年至2016年這家公司累計生產相關稻米產品32。66萬公斤。遺憾的是，“降糖稻1號”還“發育不良”，它的產量較低，且熟期晚、不抗病、不抗倒伏、出糙率和出米率低，稻米口感差，吃起來較硬。而由於每畝稻米產量不足500斤/畝，相應的生產成本和銷售價都偏高，市場上以上百元/公斤的超高價格銷售，嚴重影響了該品種的推廣和普通百姓階層糖尿病患者的食用。不過，值得一提的是，當年“降糖稻1號”稻米有一批忠實的“糖友”粉絲，有的至今還在堅持食用。
對於市場而言，抗性澱粉的概念也太過超前，遠遠沒有像膳食纖維今天這樣早已火出地球，在超市隨便購買一瓶飲料，上面的廣告詞可能都會告訴你，它含有多少膳食纖維，足夠一個成年人一天的需求量。膳食纖維的好處，很多人也許不能講得特別清楚，但都知道個大概，知道活在當下的生活方式中，攝入一定量的膳食纖維有多麼重要。
直到現在，抗性澱粉仍然還沒有“出圈”。
這次推向市場的嘗試沒有成功。而由於樸鍾澤最初使用的是化學誘變材料，這個發現屬於偶然，可重複性受到質疑，專利也沒能獲得批覆。
研究從一片光明突然又跌進黑暗。
sbe3-rs！
眾裡尋的就是你！
優糖稻研發團隊核心樸鍾澤、萬常照、楊瑞芳
21世紀，世界水稻研究早已進入分子生物學階段，在降糖稻1號即將推出之前，課題組就將目光投向了高抗性澱粉水稻的分子生物學研究，他們想尋找突變後使抗性澱粉含量升高的基因具體位置，這將使未來的育種和檢驗準確、方便很多。
—傳統育種方法是透過表現型間接對基因型進行選擇，這種選擇方法存在週期長、效率低等許多缺點，一直沒有取得突破性的進展，分子標記技術的出現、生物資訊學的發展，為人們從分子水平上研究水稻的性狀的基因定位提供了技術支撐，為人們利用分子標記輔助選擇水稻品種提供了可能。
這個過程就是要透過水稻雜交、自交，產生基因的分離和交換，再利用分子生物學技術，大致確定目標基因範圍，並運用現代科技手段，不斷縮小距離，將它確定在一個相當小的範圍之內。然後再比對基因庫資訊，最終找到那個神秘的“達芬奇密碼”。
2008年，課題組成員白建江受命帶著兩名研究生展開了前期工作，他們準備得非常充分。他們先用高抗性澱粉含量材料“降糖稻1號”和中秈稻“密陽23”配製雜交組合，成熟時收穫了第一代F1種子。整個工作過程很艱苦、也很枯燥。6月插秧，7月取樣，8月下田雜交。雜交的過程十分精細，術語叫“剪穎去雄”法，當稻穗剛從葉鞘中抽出一部分時，剪掉劍葉，露出全穗，處去稻穗頂部和基部的小穗，留下中部小穗，將花穎上部斜向剪去，外穎部分應剪去多些，約三分之一，內穎部分剪去少些，然後再用小鑷子從切口處伸進去，將留個雄蕊全部除去（謹慎操作，切不可把花葯弄破），去雄完畢後套袋，等待把別的花粉授進去。
由於是人工雜交，種子數量非常有限。F1代的種子拿到手後，還要再種下去，讓它自交結實，得到第二代F2代，在這一代裡產生了基因分離和交換，交換髮生得越多，越容易定位到這個基因。這一次課題組收穫了178株單株，用於控制抗性澱粉基因的初步定位。
在初步定位中，課題組在2號染色體上發現分子標記RM13366和RM6611區間內，存在一個與抗性澱粉量相關的QTL（quantitative trait locus），中文翻譯為“數量性狀座位或者數量性狀基因座”，它指的是控制數量性狀的基因在基因組中的位置。這是什麼意思呢？這兩個標記就好比一條國道上的兩個里程標記，在這段里程裡，有一個基因群體，這當中就包含抗性澱粉含量控制基因，其中有主效的，也有非主效的。課題組得出的分析資料顯示，這個QTL能60。4%解釋抗性澱粉高的原因，其它可能還有環境等各種因素的影響。
這個發現令課題組非常振奮！
但他們的短板是缺少分子生物學研究的專業人才，做初定位還不錯，但進入精細定位階段，就遇到一些瓶頸，進展緩慢。
這時，從浙江大學水稻分子遺傳育種方向博士畢業畢業的楊瑞芳恰好投來簡歷，進入了課題組。她的加入顯示了專業的力量，迅速推動了研究的進展。
對一個普通人來說，基因組合非常神秘、複雜，但在專業人士眼中，每一個物種的基因樹都是條目清晰。只要循著正確的路徑，就能夠找到那一個隱藏的生命密碼。
精細定位的時候光用F2代群體就太少了，它發生的交換還遠遠不夠，只能定位在很大一段區間內。所以還要進一步繁育，讓它生出F3代、F4代，發生更多基因交換，最終獲得了上萬個單株，這個數量已經夠拿來做基因的精細定位了。
楊瑞芳和同事們在實驗室與大田之間穿梭，做分子實驗。他們到大田裡將植株的葉片採來，到實驗室磨好，將DNA從它的葉片裡提取出來，做分子標記，再根據分子標記多型性和抗性澱粉含量表型做關聯分析。
“這個過程中，使用的試劑也是有毒的，工作量也很大。”楊瑞芳說，他們和學生一起每天要做很多PCR，做膠、跑聚丙烯膠、分析。最後才透過基因和表形的連鎖性，來逐漸縮小目標區段。
最後結合初步定位和精細定位的結果，課題組認定這個神秘基因位於分子標記InDel2-InDel6之間，物理距離大約573kb，1kb就是一千個鹼基。從分子標記RM13366和RM6611區間到分子標記InDel2-InDel6之間，就好比範圍從2000多公里縮短到500多公里。
搜尋範圍縮到這麼短的時候，組裡每個人的情緒都被調動起來了——謎底很可能就要被揭開了！
楊瑞芳利用現有的生物學資料庫資訊，結合已公開發表的基因資料確定候選基因，在相關網站上搜索573Kb長的定位區段內的DNA序列。水稻作為單子葉模式生物，水稻的功能基因組學研究日益豐富，網上基因庫很齊全，知道了物理距離之後，這當中的基因是什麼，都可以從資料庫中找到。
她緊盯著電腦螢幕，此時一串串細小的數字是如此關鍵，它決定著整個課題組多年的心血是否能夠澆灌出盛開的稻花。
她有預感。
她在候選區段一共找到86個基因，當中有的標註功能已知，有的未知。而這當中，居然真的有且僅有一個澱粉分支酶基因SBE3，標註顯示，它與澱粉合成相關！
“最有可能的就是它！”楊瑞芳激動極了，她沒想到成功來得這麼快，樸鍾澤也沒想到。她是2011年7月入職的，此時只過了半年。這說明前期研究的方向是對的，染色體的位置也是對的。
它的基因組序列全長11，380bp，含有22個外顯子，測序比對分析發現，正是位於第16個外顯子區的一個鹼基突變（T-C）的突變可能控制了高抗性澱粉含量的特性。
這是課題組上海市科委基礎研究專案資助下，在國內外首次透過正向遺傳學定位的方法，定位了控制抗性澱粉合成的基因sbe3-rs，2012年課題組申請專利，並於2015年獲得授權發明專利（專利號：ZL201210266649。9）。
科學的奇妙有時候讓局外人聽起來覺得那樣不可思議，微觀世界裡的毫釐之差決定性地影響著外在世界。
“一個氨基酸的改變就可能對整個蛋白結構發生影響，造成整個功能性的改變。”楊瑞芳說。
2012年，課題組在美國《PLoS One》雜誌上率先發表了研究成果。“透過正向遺傳學方法在控制水稻抗性澱粉合成的這個基因定位的研究上，我們是世界首創，這是非常難得的。” 樸鍾澤說，次年韓國也想發表相關論文，但基因與課題組的研究是衝突的，只能作罷。
而至此還不能做最後的結論，科學需要正向、反向反覆驗證。2014年，課題組又做了基因的功能互補驗證，這是一種反向的驗證，即將野生的基因序列匯入突變體，看它是否能恢復非高抗性澱粉性狀，結果得到了驗證。
“這就從另一個方向證實了高抗性澱粉性狀就是這個突變造成的，確定了基因和表型之間的真實關係。”
“這是我們
中國人的原創”
優糖稻米代餐粉
突破了瓶頸，似乎一切都進入坦途。
以前抗性澱粉檢測和育種的過程非常複雜且不確定，現在課題組找到了控制該性狀的具體突變基因，開發了功能標記，在育種中利用分子標記，再結合高抗性澱粉的其他性狀，輔助育種，不僅速度快，目標性也非常強。而且這個標記還成為課題組獨家擁有的“密器”，用它很容易就能檢測出是否高抗性澱粉含量的植株，這大大提高了判斷的速度和精度。很快，課題組在2015年系統建立了“高抗性澱粉水稻品種選育的分子標記輔助選擇育種和常規育種相結合的技術體系”。另外，雜交稻是指利用水稻父本和母本進行雜交而產生的第一代種子，因具有明顯的“雜種優勢”，在生產上增產效果十分突出，課題組也開展了高抗性澱粉雜交水稻的培育的嘗試。課題組利用建立的高抗性澱粉水稻品種選育的分子標記輔助選擇育種技術國內外首次建立了簡單、低成本的高RS雜交水稻育種技術體系，轉育獲得高RS基因純合不育系、保持系、恢復系，實現了高RS含量雜交水稻的三系配套，並獲得授權發明專利一項（專利號：ZL201410133082。7）。
國內外的專業期刊上，論文一篇篇發表，獎項一個個抱回家。2017年“調節餐後血糖的高抗性澱粉水稻新品種選育及產業化開發”獲得了上海市科學技術發明獎二等獎。樸鍾澤很不甘心地說，因為當時稻米的口感問題，推廣有限，種植面積不夠，所以只獲評了二等獎。
“但是影響力比一等獎還大。”有時候，樸鍾澤口氣天真得像個孩子。他說，獲獎後去海南基地育種，遇上實驗田裡各地的同行，大家一交流，樸鍾澤講自己做的是高抗性澱粉水稻，對方馬上就說出了他的名字，這讓他心裡美滋滋的。
“我總講，這是我們中國人的原創，不是‘拿來主義’。”樸鍾澤說。
2019年4月23-27日在四川成都召開2019（首屆）全國農業科技成果轉化大會暨第七屆成都國際都市現代農業博覽會上，大會組辦方在全國範圍內展開了廣泛農業科技成果徵集工作，收到的成果數量近2000項，分別來自中國農業科學院、中國水產科學研究院、地方農科院、涉農高校、產業技術體系、企業等近100家農業科研機構。行業專家根據成果的創新性、成熟度、應用前景，預期社會經濟效益等指標，對各單位提交的成果進行了嚴格的評估和評選，最終評選出104項前沿性、標誌性重大農科科技成果。課題組的“調節餐後血糖的高抗性澱粉水稻新品種選育及產業化開發”更是成功入選全國百項重大農業科技成果名單。
與此同時，雜交改良高抗性澱粉水稻的育種工作也一直在進行。
科學家們照樣是親自下田，為水稻雜交。1982年出生的楊瑞芳戲稱自己是“都市農民”，這位個子小小的女性，身體裡蘊含著巨大的能量。這段時間裡除了在高抗澱粉水稻上取得優異的成績，她還成為了兩個孩子的母親，家庭、事業的重擔壓在她瘦弱的肩上。
楊瑞芳說，第一代的高抗性澱粉水稻品系”降糖稻1號“容易倒伏、抗病性差，畝產低，課題組就從全國收集優質的、抗病的、高產的和抗倒伏的品種，與之雜交進行改良。一種雜交有時候只能改良一個性狀，還要透過繼續雜交，把一個個不良的性狀全部改變掉。這是一次次種植、篩選、淘汰，再種植、篩選、淘汰，迴圈往復的過程，非常枯燥。
“每一代都會用標記來確定高抗性澱粉的基因是存在的。”楊瑞芳說。
2015年，“優糖稻2號”和“優糖稻3號”品種終於漸趨穩定，課題組向中華人民共和國農業農村部 提交了“植物新品種權保護”申請，並分別在2018年4月和7月獲得授權認證，它們是“優糖稻2號”（植物品種權號：CNA20150659。3）和“優糖稻3號”（植物品種權號： CNA20150658。4）。有了“品種權保護”，意味著這兩個“孩子”在國家種子庫註冊了“身份認證”，是獨一無二的，受到國家保護。
2019年5月，產量比第一代“降糖稻1號”高40%以上，抗病性更強的“優糖稻2號”通過了上海市農作物品種審定。它的株高較矮，抗倒性好，耐直播，田間病蟲害發生輕。
2020年，產量比“優糖稻2號”又增產10%以上的“優糖稻3號”也通過了上海市農作物品種審定，除了其他優點，它的“身高”比“優糖稻2號”要稍高一些，不過也不會倒伏。
“全國優糧稻高抗性澱粉功能水稻當中，獲得審定的是僅有我們這兩個品種。”樸鍾澤說。品種的審定說明：
可—以—賣—種—子—啦！
而沒有經過審定的種子，從法律上講，未經審定透過得，不得釋出廣告、不得經營、推廣。
設法改善
優糖稻米口感
種子都能賣了，問題又來了。
“降糖稻1號”當年有兩個最大的缺點，一是產量低，二是口感硬，粘度低。前者已經被課題組徹底解決，它的兩個後續品種畝產都接近或超過了千斤。
以“優糖稻3號”的指標為例，2019年，課題組在上海農科院莊行綜合試驗站基地、光明長江農場、金山、松江、奉賢等地展示示範，平均畝產503。5公斤。它抗性澱粉含量達到13。2%，是普通大米的二十倍以上。田間生長整齊，全生育期160天，分子標記輔助檢測抗性澱粉基因型穩定。
產量增加意味著生產成本大大降低，現在市售的“優糖稻2號”“優糖稻3號”產出的稻米一斤價格比“降糖稻1號”稻米降低了很多，終於讓更多“糖友”能夠從中受益。
但雖然產量提高，成本降低，但是“優糖稻”還是沒能克服掉“降糖稻”口感差的缺點。課題組研究發現，“優糖稻”以及其衍生品系，由於直鏈澱粉含量高，米直質地硬、口感差，還是限制了它的價值充分發揮，影響了其推廣利用。
結果，為了讓“糖友”吃上更好吃的“優糖稻”米飯，實驗變成了中央廚房，研究者們變成了“大廚”，開始嘗試各種“燒飯”方式，改善其食用品質，包括與不同比例稻米混配後經蒸煮、膨化、製作米粉機發酵等加工方式。
結果表明，稻米中抗性澱粉含量隨著加工溫度和壓力的提高而大大降低，降糖稻米不易高溫高壓蒸煮、膨化、加工米粉和發酵食品。所以，大家把高壓膨化、八寶飯和米線等都嘗試了一遍，非常遺憾的發現這些加工工藝處理的優糖稻米，雖然口感得到提高，但是它的主要功能成分抗性澱粉含量卻顯著降低，這樣控糖效果就大大折扣。
“東西真是好東西，怎麼改善它的吃口呢？ ”樸鍾澤說，白米飯的血糖生成指數（GI）能夠達到80以上，屬於高血糖生成指數食物而優糖稻只有48。53。“GI值在55以下都是低生糖食品，優糖稻米做的米飯屬GI食品，是適合糖尿病患者食用的。”
復旦大學公共衛生學院營養與食品衛生教研室教授厲曙光也說：“優糖稻的抗性澱粉含量達到13。2%，我剛聽說時是眼睛一亮。”他說，抗性澱粉在食品加工行業提得比較多，如製成物理顆粒或是進行化學處理，製成增稠劑等等。
“吃飽了，病人的胰腺受不了，分泌不出那麼多胰島素，吃優糖稻對胰島就像一種安撫、撫摸，不需要它分泌那麼多，胰島的壓力就降低了。”厲曙光說。
“燒飯”這個難題可不是這些農業專家所擅長的，課題組從60後到90後，都愁眉不展。上海農科院作物所所長曹黎明是上海水稻產業技術體系的首席專家，為了研究成果能夠更好、更早地服務於人們的健康，也花大力氣幫助推動。樸鍾澤研究員退休後，黨總支書記萬常照研究員接任現在特種稻課題組長，在優糖稻的繼續推廣利用上發揮了重要積極作用，想辦法推廣示範促進成果科技轉化。
2019年，研究人員發明了一種適合高抗性澱粉大米的加工方法，即將精米洗淘後瀝乾至含水量為15%-30%，焙炒至熟，然後粉碎過篩，得到降糖的米粉。採用這種方式製成的降糖米粉，抗性澱粉含量遠高於一般食用方法蒸煮的優糖稻米，且口感風味大大改善。
優糖稻米制成的生米粉抗性澱粉含量大約13%左右，透過研發新加工技術得到的米粉抗性澱粉含量達15%以上，透過進一步最佳化技術甚至可以提高到20%以上。米粉口感更容易讓人接受，克服了優糖稻米口感差的問題。研發的米粉可以作為乾糧，幹吃或以衝開水沖泡均可，水越熱越香，勺子攪拌均勻即可食用，還可以根據自己的喜好加鹽，芝麻或核桃粉調配。它也可以製成其它食品，例如作為代餐粉或曲奇餅乾等的主要配料，食用方法簡單、方便，能夠滿足糖尿病人或健康飲食、減肥等人士的各種需求。目前，這種加工方法已經申請國家專利（高抗性澱粉大米的加工和食用方法，申請號：20191023183。1）。
還有以優糖稻米粉為主要原料製成的無新增蔗糖優糖餅乾，富含抗性澱粉，低能量，飽腹感強，適合糖高人群作為加餐小點，適合控制體重人群，也可以作為健康零食，食用時可搭配牛奶或水等，增加飽腹感。另外降糖代餐粉及運用高科技的食品生物加工技術，將優糖稻米與藏區盛產的青稞進行重組而成的“麥稻米”等也已研發成功。
一個有意思的創意是選用顆粒大、口感糯，本身也是健康食品的青稞米與“優糖稻”米配成速食米飯，用微波爐轉5分鐘左右，即可食用，糯糯的大顆粒挾裹著比它的體量小一半的“優糖稻”米，吃在口中，只能感受到青稞的口感，幾乎感覺不到硬的“優糖稻”米，並且有回甘。
優糖稻新品種的選育和推廣利用受到了上海市農委科技興農推廣專案的大力支援。目前，農科院已牽手一家本土的國家級農業產業化龍頭企業—上海新成食品有限公司，在浦東新區祝橋鎮建立1000畝的“優糖稻”種源基地，並依託基地5年內將種植規模擴大到10萬畝。更重要的是，不久的將來，也許“優糖稻”米會越來越便宜，食用方法越來越多，直至走上千家萬戶的餐桌，調整人們的膳食結構，應對不斷攀升的“文明病”發病率，為提升人們整體健康水平做出貢獻。
由樸鍾澤教授一手建立起來的上海市農科院作物所水稻中心的特種稻課題組，在新任課題組長萬常照研究員的帶領下並沒有停下腳步，在培育“優糖稻”上披荊斬棘20年的他們，又在做“優糖稻”蛋白質組學方面的研究，觀察它在蛋白和代謝等方面發生的改變，試圖揭示sbe3-rs控制抗性澱粉合成的分子調控網路，同時繼續挖掘與抗性澱粉合成相關的優異新基因。
這是一群在稻田朝著理想之光奔跑的人們，他們勇敢地追求，默默地堅守，一心只為將健康捧上千家萬戶的餐桌。（文 /玥言 ）
樸鍾澤，長期從事粳稻育種和基礎理論研究工作，主要承擔國家863攻關專案、中韓國際合作專案以及上海市的重點攻關專案等。主持育成“滬LPR18”、“滬糯23號”、“降糖稻1號”、“優糖稻2號”等多個粳稻新品種，獲得省部級科技進步和發明二等獎4個，三等獎3個，獲得國家發明專利6項，在國內外核心刊物上發表研究論文50餘篇。