水稻，是一種禾本植物，幼苗期與雜草非常相似。即便如此，先民們早在公元前12000年～16000年就已經開始種植水稻。到大禹時期，水稻已經得到廣泛種植，在《史記·夏本紀》中就有“令益予衆庶稻，可種卑濕”的記載。
滄海桑田，白雲千載。當下，水稻已經成為全球近一半人口的主食。這一比例在大陸超過了65%。水稻在國家糧食安全和農業生産中具有舉足輕重的作用。随着人口的快速增長與經濟的高速發展，糧食生産面臨着巨大壓力。據預測，到2025年，大陸糧食缺口将達1.3億噸。近年來蝗災、洪水、極端氣候等不利因素疊加，糧食生産更是雪上加霜，嚴重威脅國家糧食安全。
種子是糧食生産的根基所在。挖掘具有高産、抗病、抗逆等性狀的優異種質資源，開展克隆與全基因組設計聚合育種研究，培育綠色高效作物新品種，是守護國家糧食安全的必由之路。中國農業科學院水稻分子設計技術與應用創新團隊首席專家徐建龍，是大陸較早的主動投身水稻分子育種的高水準專家之一。至今，他已經在這條崎岖坎坷的路上跋涉了20餘年，取得了令世人矚目的研究成果。在2021年11月舉辦的2020年度國家科學技術獎勵大會上，他參與主持的“水稻遺傳資源的創制保護和研究利用”項目獲得了國家科學技術進步獎一等獎。
在徐建龍的帶領下，一支出色的創新型研究團隊已然形成。此刻，他們正以飽滿的幹勁和昂揚的精神狀态邁進新的曆史時期，前進的腳步堅定有力。
出走——從正常育種走向分子育種
1964年12月，徐建龍出生在浙江建德一個偏僻貧窮的農村。雖然家境并不富裕，但父母卻一直支援鼓勵他讀書。作為家中的長子，他深知求學的不易，不僅學習用功刻苦，在學習之外，還主動幫助父母幹農活，“是一把好手”。
1981年，徐建龍第一次參加聯考，無奈基礎太差——僅僅讀過兩年國中、兩年高中，英語幾乎零基礎，他遺憾地與大學失之交臂。經曆了第一次失利，年輕的徐建龍并不氣餒，而是積極備考，準備第二次出征。然而，天不遂人願，第二次聯考又以數分之差落榜了。
在那個年代，農村地區維持溫飽尚且困難，能夠堅持供孩子讀書讀到高中的更是少數，能夠考上大學的可以說是鳳毛麟角。經曆了兩次聯考失敗，父母覺得“要不就算了”，他“留在家中幹農活”也不錯。但徐建龍仍不願放棄，在一位遠房親戚的幫助和鼓勵下，他參加了第三次聯考。功夫不負苦心人，這次他終于考中了。
在選擇專業時，出于“學習新技術、培育新品種造福家鄉”的樸素願望，徐建龍選擇了浙江農業大學作物遺傳育種專業。4年時間裡，他如饑似渴地學習專業知識，博覽群書，不僅打牢了專業基礎，還豐富了學術視野，對作物遺傳育種産生了濃厚的興趣。
大學畢業後，徐建龍選擇在浙江農業大學繼續深造，師從大陸著名水稻育種專家申宗坦教授。申老是一位和藹可親的嚴師，對弟子們要求甚高，不準談戀愛，兩天未見，就會問：“幹什麼去了？去‘演戲’對不對？”在申老的悉心指導和言傳身教下，徐建龍接受了專業嚴謹的學術訓練和科研啟蒙，在水稻抗病和矮稈基因遺傳上分别做了較為深入的研究，部分研究成果具有開創性，論文發表在國外學術期刊上，為日後的科研工作打下了基礎。至今，老先生的諄諄教誨，仍在激勵徐建龍前行。
1990年，碩士畢業後，徐建龍進入浙江省農業科學院，開始從事水稻正常育種研究工作，一幹就是近10年。那時沒有電腦，水稻育種全憑經驗，“一把尺子一個本”是研究的重要工具。作為初入行的新人，徐建龍虛心地跟在老專家身後學習，給老專家打下手。與此同時，他還潛下心來深入鑽研，勤思善思，關注國際上的最新進展，并将思考寫成論文，在學術刊物上發表。幾年時間下來，徐建龍在一個需要積累經驗的行當裡快速地成長起來，作為主要或第一完成人，科研成果獲浙江省科技進步獎三等獎、優秀獎各1項。
在學術上，狹義正常育種是指利用系統選育、雜交育種和誘變（實體、化學和航天誘變）等選育水稻新品種的方法。徐建龍非常注重探索正常育種技術的創新。20世紀90年代中期，他與中國科學院遺傳所合作，通過高空氣球搭載水稻種子進行空間誘變，育成大陸第一個空間誘變水稻品種“航育1号”，為大陸後來實施航天育種和發射“實踐8号”作物航天育種衛星奠定了基礎。
在過去的幾十年裡，水稻正常育種取得了重大進展。雖然正常育種是一門重要技術，但它更注重經驗，育種時間長、效率低、可預測和可控制性差等缺陷也不容忽視。20世紀90年代末，DNA分子檢測技術勃然而興。國内外嗅覺敏感的育種家們紛紛将這一技術應用于育種中，一種新的育種方法——分子育種誕生了。
徐建龍也關注到了這一最新進展，他敏銳地意識到這一方法将對水稻育種産生不可估量的影響。為此，他迅速調整研究方向，将重點轉移到水稻分子育種上去。為了研究順利進行，徐建龍專門申請了國家自然科學基金。雖然他有研究水稻抗病基因的底子，但對“分子育種”卻是個門外漢，沒有得到基金評審專家的支援。
這次申請國家自然科學基金的失敗，讓一心希望在分子育種領域大展拳腳的徐建龍決定：繼續深造，專門學習分子育種技術。1997年，他考入浙江大學攻讀博士學位。其間，在國際水稻研究所——國際農業研究磋商組織支援的15個農業研究中心中最大、最具影響的農業研究中心，從事水稻QTL定位的博士論文研究。4年時光倏忽而過，2001年，徐建龍順利獲得浙江大學農學博士學位。之後，他再次就水稻分子育種相關研究申請國家自然科學基金。這次，他憑實力成功獲得了評審專家們的支援，成為當時院内為數不多的國家自然科學基金獲得者，轟動了整個浙江省農業科學院。
十餘年間，徐建龍從駕輕就熟的正常育種領域“出走”，轉而投身分子育種研究，完成了個人研究方向的轉變。國家自然科學基金資助的這筆16萬元的科研經費，猶如火箭的燃料，助推徐建龍向着分子育種領域更廣闊的天地進發，醞釀着大陸分子育種領域的重大發展。
歸來——把論文寫在祖國大地上
2003年8月，在國際水稻研究所完成博士後研究工作的徐建龍，作為中國農業科學院國外引進人才，回到國内。多年來，他圍繞國家重大需求，以近年來國際上備受關注的分子育種理論與技術為生長點和切入點，重點攻克抗逆、優質分子育種理論與技術體系，對水稻抗逆、優質、高産等複雜性狀進行深層次基因挖掘和種質創新，分離重要功能基因和進行品種分子設計，取得了一系列突破性進展。
水稻分子育種，是将分子生物學技術應用于育種中，在分子水準上操作的育種方式。“我們首先需要了解促使水稻表現出某種性狀的基因是什麼，用分子的手段加以定位分析和挖掘，然後将具有各種優質性狀的基因聚合起來，再結合正常育種的方法培育出具有優良性狀的種子。”徐建龍寥寥數語，就勾勒出了分子育種的研究軌迹。在他看來，分子育種作為一個新興的育種方法，在效率、精準度等方面都較傳統正常育種有明顯優勢，可以在苗期甚至是種子階段就檢測是否具有某基因，而不必等到性狀表現出來。同時，他也強調，分子育種并不能取代正常育種，而是與正常育種互相促進、互相成就。
服務國家需求，是水稻分子育種研究的使命所在。近年來，随着人口與經濟的快速增長及水資源貧乏帶來的日益嚴重的旱災，給水稻生産造成嚴重威脅，不利于大陸水稻生産的可持續發展。據了解，當時國内大面積推廣的水稻品種受本身的遺傳特性所限制，既不節水，又不抗旱。大陸70%的淡水資源被用于農業生産，而農業用水的70%又是由水稻消耗的。是以，培育具有高産、抗旱性狀的水稻種質資源，對于節約産能、提高農民收益、提高農民種植積極性等均有重要現實意義。
然而，在人類長期馴化過程中，農作物種内的遺傳變異逐漸減小，特别是近代傳統正常育種對種質資源的低使用率，更加快了育種親本材料和育成品種遺傳背景的單一化，這也是近幾十年來育成的水稻品種單産徘徊不前的主要原因之一。加之抗旱性遺傳機制十分複雜，目前包括水稻在内的主要農作物抗旱育種均進展緩慢。
從種質資源中挖掘高産、抗旱有利基因，培育高産、抗旱新品種将是水稻育種工作者面臨的一項長期而艱巨的任務。2013年，在“水稻種質資源高産、抗旱有利基因高效挖掘及其利用的基礎研究”國際合作項目的支援下，由徐建龍主導，彙聚了中國農業科學院作物科學研究所、華中農業大學和國際水稻研究所的優勢資源，一個強強聯合、優勢互補、分工協作的研究團隊迅速組建起來，着力開展高産、抗旱有利基因的遺傳效應及其環境互作效應和育種應用的基礎研究，向複雜而艱巨的任務發起攻關。
5年間，項目組精誠合作，協同攻關，取得一系列重大成果。他們利用高産品種導入優良雜交稻親本珍汕97培育的染色體單片段代換系和遺傳多樣性豐富的供體導入黃華占培育的高産、抗旱導入系，結合重測序資訊和多環境下表型考察，發掘高産、抗旱QTL，分析了重要高産QTL的遺傳互作及其環境互作效應，全基因組解析對高産、抗旱共響應的遺傳網絡，精細定位和克隆重要高産、抗旱基因，挖掘了水稻核心種質的高産、抗旱優異等位基因，開發了利用導入系複合群體定位QTL和利用代換系設計育種的資訊管理和資料分析軟體，并通過分子标記輔助選擇聚合不同的高産、抗旱基因，創制高産、抗旱水稻新種質。研究成果将為分子标記輔助培育高産、抗旱水稻新品種提供基因與标記資源，為深入研究高産、抗旱的分子機理奠定基礎。作為項目負責人，徐建龍不僅高屋建瓴地把握項目關鍵節點，充分發揮團隊成員的主觀能動性，同時身先士卒，不辭勞苦，親自把關實驗資料，每年都要往返中國和菲律賓數次，保證了項目的順利開展。
窺一斑而知全豹。十餘年來，徐建龍始終牢記初心，緻力于推動大陸水稻分子育種與國際接軌，大幅提升了大陸水稻分子育種水準，為大陸水稻生産乃至糧食安全作出了重要貢獻。多年來，他主持和承擔了包括科技部原“863”重點課題“抗水稻紋枯病、條紋葉枯病及抗旱、耐鹽新基因的鑒定與克隆”“綠色超級稻設計育種的理論和技術體系”等在内的國内外重要科研項目20餘項；以第一或主要完成人身份獲得包括黑龍江省科技進步獎一等獎、吉林省科技進步獎一等獎、2005年浙江省科技進步獎三等獎等在内的十多項獎勵、榮譽；在國内外核心學術期刊累計發表論文254篇，其中SCI論文117篇；主持育成國審品種6個，省審品種8個，參與育成品種6個；獲授權品種權9項（排名第一），獲發明專利17項；育成（或主要育成）的“綏粳18”“吉粳809”“錢3優982”“浙湖894”等品種在農戶中有口皆碑，産生了巨大的經濟效益、社會效益和生态效益。據統計，僅2017年，“綏粳18”年種植面積超過1000萬畝，成為大陸單個品種年推廣面積最大的品種。新育成的“春兩優華占”，通過長江上遊、長江中下遊和華南稻區審定，表現出優質、高産、抗病、抗倒、廣适等特點，而且适合直播栽培，在大陸南方稻區具有很大的應用前景。
育成優質品種，固然值得慶賀。但在遺傳基礎日益狹窄的當下，創制和保護水稻遺傳資源亦十分重要和迫切。“大家都是用有限的育種資源配來配去，導緻遺傳資源逐漸單一化。遺傳資源狹窄就會帶來一系列沖突，比如優質與高産的沖突，比如優質跟抗病的沖突，比如高産優質與抗逆的沖突，不利于優質水稻品種的育成，也不符合國家需求和老百姓的利益。”徐建龍解釋道。為此，早在數年前，徐建龍就已經開始了水稻遺傳資源有利基因挖掘的工作。這是分子育種的根本，關系到水稻生産的将來。同時，這也是一份躲在幕後、“為他人作嫁衣裳”的研究工作，徐建龍卻甘之如饴。
為了攻克水稻種質資源利用效率低和有利基因挖掘進展緩慢這一困擾整個育種界的難題，徐建龍和團隊采用國内協作和國際合作相結合、引進創新與自主創新相結合的政策，通過引進多樣性豐富的水稻種質資源，率先在國際上完成規模宏大的3000份水稻種質資源重測序，完成亞洲栽培稻的基因組變異分析，研究成果于2018年發表在國際頂尖雜志Nature，在國内外引起極大的反響。
徐建龍團隊通過将核心種質資源的豐富遺傳變異導入不同生态區主栽品種的遺傳背景中，結合後代目标性狀定向高強度選擇，培育高産、抗旱、耐鹽、抗病等目标性狀多親本導入系群體，對核心親本有利基因進行标記跟蹤和導入頻率分析，定位影響水稻産量、米質、抗病等目标性狀基因，建立水稻分子育種的材料和基因資訊平台。在此基礎上，進一步根據導入系表型和有利基因型資訊設計聚合不同核心親本來源的有利基因，實作對高産、抗旱、耐低氮、耐鹽等多個複雜目标性狀同步改良，創制新種質，培育新品種。
借助種質資源和導入系平台，目前研究團隊已與國内外50餘家科研機關合作，開展種質資源基因的規模化發掘，進而為國内外水稻分子育種提供了一大批優異新種質和新基因。種質資源基因挖掘和分子育種技術創新的工作取得了不俗的成果，徐建龍作為主要完成人參與的“水稻遺傳資源的創制保護和研究利用”榮獲2020年度國家科學技術進步獎一等獎。
徐建龍（左三）與陳溫福（中）、錢前院士（右三）和沈陽農大校長一起考察北方粳稻
前路——攀登更高的山峰
2013年年初，中國農科院科技創新工程正式啟動，旨在集中優勢力量，加快提升大陸農業科技創新能力，探索農業科技體制機制新路，實作農科院跨越式發展，助推農科院建成世界一流農業科研院所。水稻分子設計技術與應用創新團隊應運而生。
作為創新團隊首席專家，徐建龍當仁不讓，承擔起時代賦予的使命。他帶領團隊緊緊圍繞水稻複雜性狀的分子設計育種理論與技術的重要科學問題，通過對水稻核心種質資源、優良目标性狀導入系和突變體的重測序和深入分析，解析水稻基因組結構變異，挖掘和克隆重要性狀有利基因并解析其功能，逐漸建立全新的水稻分子設計育種資訊平台和設計技術，開展綠色超級稻種質創新和新品種培育。
2019年，團隊緊緊圍繞既定目标，組織了卓有成效的攻關。在水稻基因組和表型組資料庫建構及重要有利基因的挖掘與利用方面，他們引進了高通量表型資料測定裝置和資料貯存裝置，培養了資料庫管理人才，建構了水稻基因組和多環境下的表型組資料庫，規模化挖掘了水稻優質、抗病、抗逆等相關性狀QTL，鑒定了重要候選基因。在水稻優質、抗病、抗逆關鍵基因分子機制及調控關系解析方面，他們對定位到的重要候選基因利用基因編輯和轉基因技術進行功能驗證，克隆了高産GNP1、SS1（NAL1）和抗白葉枯病Xa39等新基因，并解析了其分子機制。在水稻分子設計育種技術體系建立及綠色超級稻新品種培育方面，建立了基于骨幹親本和目标性狀選擇導入系表型和基因型資訊的分子設計聚合育種技術，結合花培快速穩定，加快了優質綠色育種新材料創制和優質綠色超級稻新品種培育的步伐。
現在，創新團隊已經擁有成員15人，其中首席專家1名，科研骨幹6名（研究員5名、副研究員1名），研究助理8名（研究員1名、副研究員3名、助理研究員1名、博士後3名），團隊整體研究水準得到明顯優化。在徐建龍的帶領下，創新團隊正朝着國内一流、國際有重要影響的目标大跨步前進。
作為博士生導師，徐建龍還擔任華南農業大學、揚州大學和長江大學等高校的兼職教授。在他的躬身垂範下，學生紛紛走出實驗室，來到田間地頭，親手擷取第一手資料，從一株株秧苗中，從一個個稻穗上，感悟所從事的研究的重要意義。多年來，徐建龍已先後培養博士後3人，培養和聯合培養博士14人，培養和聯合培養碩士29人，為國家培養了一批專業精湛的懂分子育種技術的後續力量。
2020年7月中下旬，頂着烈日酷暑，56歲的徐建龍來到湖南省益陽市大通湖區千山紅鎮的再生稻品種選育試驗田裡，檢視稻穗的生長情況。他身着Polo衫、短褲，打着赤腳，在稻田裡觀察，并不時跟身邊做記錄的學生講解。檢視完畢，他索性直接在田邊洗腳，俨然一副種田的“老把式”模樣。
徐建龍告訴記者，像這樣的試驗點，2021年共在全國設定了十多個，遍及天南海北。他對待這些試驗點，就像對待孩子一樣，每個品種的稻子在各個關鍵生長期的生長情況他都要親自去檢視一番，才能放心。這已經是他每年的例行工作。
歲月悠悠。自2003年加盟中國農業科學院的近20年來，徐建龍一直在路上，他的足迹遍布國内各大水稻主産區，從海南到東北，從湖南到浙江，冬戰三九，夏戰三伏，晴天一身汗，雨天一身泥，實實在在地将論文寫在了祖國大地上，以實際行動踐行着自己的初心。
征途漫漫。2021年，徐建龍主持的廣東省重點領域研發計劃項目“耐鹽堿水稻重要功能基因挖掘及品種創新與應用”課題和承擔的國家自然科學基金-廣東省聯合基金“水稻抗SRBSDV優異基因挖掘及其抗病機理和減災作用研究”課題已經開題，主持的蓋茨基金項目“幫助西非國家建立水稻種業體系”項目正式立項，更艱巨的挑戰已然到來。雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越。徐建龍早已整裝出發。