李恒德:醉心水產的“碼農”-----用新算法解決老問題
來源:首鋼支社 馮祎凡  日期:2019-01-21  瀏覽次數:


工作中的李恒德


2019年1月8日上午,中共中央、國務院在人民大會堂隆重舉行國家科學技術獎勵大會。習近平、李克強、王滬寧、韓正等黨和國家領導人出席會議。習近平等為獲獎代表頒獎。42名九三學社社員獲得表彰獎勵,其中包括北京九三的10名社員。

國家技術發明獎今年共產生2個一等獎,47個二等獎,其中農業類共5個項目獲得二等獎。相對于公眾更為熟知的自然科學獎,技術發明獎的判定標準有三個:

1)前人尚未發明或者尚未公開;

2)具有先進性和創造性;

3)經實施,創造顯著經濟效益或者社會效益。

榮獲國家技術發明二等獎的李恒德參與的扇貝分子育種技術創建與新品種培育項目,在三個維度上都完美達標,尤其在經濟效益方面,僅近三年的產值就超過33億,利潤高達11億。該團隊在扇貝育種時采用了最先進的基因組選擇育種技術,而李恒德正是確保這項技術從實驗室到工廠的關鍵人物。

在項目的六位完成人中,前三位是中國海洋大學包振民院士及其團隊成員,他們潛心在實驗室經過幾年的努力研發出了高效廉價的基因分型技術,后兩位都是企業的研究人員,他們專注在生產一線把理論變成現實,而李恒德的作用,就是承上啟下,將這些實驗室技術順暢的導向生產應用。他研發算法,編寫程序法(全基因組選擇育種技術),架起了從實驗室到企業的橋梁,使扇貝育種成為水產育種領域首個研發并應用基因組選擇技術的案例。

廣闊天地,大有可為

李恒德是中國農科院博士研究生,博士期間在丹麥奧胡斯大學訪學一年多,雖然短暫,但卻成了他學術生涯中最重要的轉折點。

全基因組選擇育種技術2001年在由挪威和澳大利亞的三人組提出,但是直到2006年,加拿大圭爾夫大學研究認為這個技術比傳統的選種技術可節約95%的經費,因此得到了整個育種界的高度重視。“我一想,不用95%,有59%也是非常了不起啊!雖然我當時的研究課題不是基因組選擇,但從技術上我們也有能力搞這個,而且這東西真的很誘人啊!”李恒德說。

“決定做水產,也是得益于在丹麥工作的一位華人教授蘇國生,臨近回國時,挪威一個水產研究所需要人,我把想法和蘇老師聊了聊,蘇老師說,要做水產就要回中國,挪威就是三文魚,回中國吧!中國水產種類太多了,可做的東西非常多,那里才是廣闊天地。回國后也逐漸了解,當時我們這個研究在水產上還是處于完全空白。于是真正決定有機會去做水產。”

李恒德說,我們國家水產是個大產業,你去聯合國糧農組織的官網上查一下,我們的水產規模已經大到了每次他們做表都要做兩個:一個包含中國,一個不包含,我們的體量已經占到了全球50%以上的比例。國內搞畜牧育種的已經太多了,而且畜牧就那么幾種——今年5個獲獎的農業項目,“豬”字開頭就占了兩個,簡直是“紅海”,但水產領域品類繁多,依然是一片藍海。

月亮還是六便士

回國畢業時沒有趕上公務員報名,但正好中國水產科學研究院進行第二批招聘,不需要公務員成績,通過層層面試選拔,李恒德進入了水科院。其實此前,如果選擇搞老本行畜牧,江蘇那邊有科研院所已經承諾直接給李恒德提供團隊、職稱、待遇、房子,而如果搞水產,一切都要從零開始。在滿地的六便士面前,李恒德選擇了月光——他堅信自己學術上的判斷,毅然加入了中國水產科學研究院。

雖然具備豐富的育種知識,但是研究對象畢竟一下子從恒溫大動物變成了變溫小動物,整個產業的格局也完全不一樣,李恒德剛開始的時候還是很茫然的。水產范圍太大了,頭幾年一點也摸不著頭腦,跟同行交流也缺少“共同語言”,畢竟當時還沒有多少人做水產領域相關工作。在跟同業交流和學習中的一次偶然的機會,李恒德遇到了伯樂:包振民院士。

水產所里的“碼農”

包院士從2001年起就開始了對扇貝育種的遺傳學研究,在國內水產領域一直是一面旗幟。包院士聽李恒德講過這個“能節省95%經費”的新研究方法,立刻邀請李恒德進入課題組,在扇貝上進行研究并逐步向水產領域同行推廣。

雖然研究水產,李恒德的實際工作內容卻更像一個程序員:基因是海量的數據,他的工作就是用先進的方法篩選出我們需要的關鍵信息。李恒德常自嘲自己就是個“碼農”,程序員的苦惱他也全都體驗過:有一次我編個了算法,寫了1000多行,最后運行吧,也出數據,就是跟真實結果差了十萬八千里,這肯定是編程問題啊,我就找錯,每天從7點到晚上12點,連續一周,終于找到問題了,原來是兩行代碼寫反了順序……說到這里,當時的痛苦心情都寫在了李恒德的臉上。

雖然高通量全基因組分型技術已經面世多年,已經是比較成熟的理論,但是真正實踐在具體物種上,還有提高的空間。在具體處理基因數據的過程中,李恒德進一步優化了算法,相關的論文發表在國際知名算法期刊GSE上,引得不少同行好評,談及此事,李恒德有些靦腆起來:其實在這之前的那個論文結果并不十分理想,只是準確率從80%提到了82%,但是我就是覺得我那個思路有創新,應該跟大家分享,后來的這個就好很多了,準確性90%左右。而且這個方法不僅農業育種上可以用,醫學上也可以。

扇貝如詩,但還有更美的遠方

自己參與的項目得到了國家級的表彰,一般人肯定高興的很,李恒德卻很淡然,他認為自己只是做了很微小的一部分工作。

“我們經常走訪企業,看市場需求,真正解決生產問題。我最喜歡找兩種人聊天,一種是大老板,一種是技術員。老板能把握市場方向,知道做什么,而技術員能告訴我細節,知道具體問題是什么。比如這個半滑舌鰨的問題就是我走訪出來的。”

“這個魚,只有我們國家的渤海黃海產,魚苗很貴要1塊多錢一條,公魚和母魚體積相差2-4倍,但是母魚在種群中的比例只有不到20%,因為這個魚很神奇,魚苗在30-40天時有些母魚會逐漸變成公魚,而公魚長不大,價值很低。之前別人的研究一直是從環境入手,但我通過調查,堅定認為一定是遺傳原因。”

李恒德當時做了16套方案,2015年就有一套方案做出了結果,果然是基因的問題。這個基因跟這個魚的變性現象關聯度太好了,就那么一個基因,就決定了這么大的問題,李恒德表示連自己都不敢相信,結果驗算了4個月,用了很多方法驗證,怎么做,都是這個結果,而且最后通過生產得到了驗證。

雖然生產問題能解決了,但感覺還是有些養殖戶關心的問題解釋不清。于是李恒德他們又做了進一步研究,找到了第二個基因,綜合分析發現這兩個基因通過相互作用,控制性別逆轉這個現象。最后從基因角度完全解釋了為什么雌魚的比例在人工養殖后進一步下降:因為雌魚逆轉以后變成的偽雄魚產下的后代都是雄魚,而偽雄魚比正常雄魚大一點,技術員經常靠著“母大兒肥,父親高孩子就高的”這種傳統觀念來挑選親魚,很容易就選留了偽雄魚,那以后不就幾乎都成雄魚了嗎。

“我做過一個小測驗,讓兩個技術員去購買雄魚,一個不知道這個結果,一個知道,兩個人都去買了80條雄魚。結果不明真相的那個技術員采購回來的魚里面,只有1條合格,是真正的雄魚,而知道結果的,刻意去選小魚,80條魚里有19條基因合格。”

“小”科研中的大胸懷

工作之余,李恒德也愿意在科普上面做些事情,比如給孩子所在的年級做了一場別開生面的遺傳學科普講座。為了讓小朋友們真心的感興趣,李恒德做了一份幾乎全是圖片的PPT,這可害苦了有些色弱的他,但講座的效果非常好,一群二年級的孩子都聽的津津有味,都對科學產生了興趣。

每每談到自己從事的水產業,李恒德總是非常謙虛:我搞的這個算是交叉學科,偏點基礎,但應用性強,跟那些高精尖的飛機導彈的比不了,總書記講話說嘛,科研要向三個方向努力,我們這個算第三個方向,面向經濟主戰場,從經濟上為國家做些貢獻吧。

“其實有些科研成果,即使申請了專利,也不好保護,太容易被人家拿走用了,這個我研究的時候就知道,但是我還是想把它搞出來,因為我個人雖然沒什么收益,但是水產業整體發展了,企業納稅更多,大家都能吃到更便宜更好的魚,攝取更優質的蛋白,這不也是為社會做了貢獻嗎,人除了吃喝,還是要有些擔當的,讓每一天都過的有點意義。”李恒德樸素的話里蘊含著千鈞之力。

“說到擔當,我覺得九三的特點也是務實有擔當,九三人在我看來都是淡泊名利真心真誠的想做些實事的人。我從來不接受任何人采訪,我就喜歡一個人靜靜的做事,但是我愿意跟咱九三的自己人聊聊。”

李恒德在他的科普PPT里說:

我希望做科研像雄鷹一樣越飛越高,像海豚一樣越潛越深。

 

    
    
    
    
    
    
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