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稻田追梦的科学巨擘
——追忆“杂交水稻之父”袁隆平院士之一

作者: 来源:湖南日报 发布日期:2021年05月24日 12时35分16秒 编辑:张米

水稻,养活着世界几乎一半的人口。一朵小小的稻花,因为雌雄同株,曾经让育种专家们利用杂种优势成了奢望,甚至绝望。

60年前的一个夏日,雪峰山下的湖南安江农校里,青年教师袁隆平在水稻试验田里偶然发现了一株稻“鹤立鸡群”,穗子比普通稻穗要大许多,欣喜的他等待成熟后小心翼翼收下种子,种下、观察、思考、再种下、观察、思考……由此拉开了杂交水稻的漫漫求索路。

这条路,一走就是一辈子。从湖南到海南,从广西到云南……多少稻田里留下了他的脚印和牵挂。他的论文,写在了祖国的大地上。

2020年秋天,衡南县云集镇30亩示范田里,第三代杂交晚稻测产。年已九旬的袁隆平,向水稻高产潜力发起了又一次冲锋。

周年亩产稻谷突破1500公斤,达到1530.76公斤!老人有点耳背,当听清楚了结果超出预期时,情不自禁鼓起掌来!

“非常激动!非常满意!还要为国家粮食增产再作贡献!”

“我的脑瓜子还可以,还要从‘九零后’一直工作到‘百零后’。”

斯人已逝,那一幕幕恍如昨天,就在眼前……

两年冒着酷暑检查几十万株稻穗,终于找到6株雄性不育株,点燃了三系法杂交水稻研究

水稻是雌雄同花。如果想让水稻杂交,必须找到一种自身雄花不能授粉的品种,雌花才能接受来自异株的花粉。也就是找到雄性不育株,俗称母本。

1961年,面对那株“鹤立鸡群”稻,就在安江农校的稻田里,袁隆平默默进行了一场试验,证实了它是一株天然杂交稻。

水稻没有杂种优势!传统遗传学理论早有定论。可袁隆平相信自己的眼睛和思考!

一个乡村教师挑战世界权威,多少人等着看笑话,他却不在乎。这是对科学的诚实,更是对彼时深陷于饥荒的百姓的诚实。

袁隆平推断,稻田里一定会有天然的母本存在。但是,茫茫稻海中,它们在哪里呢?

六七月,正是水稻扬花季节。袁隆平带着放大镜,头顶烈日、赤脚踩在田里,一株株地寻觅。

就这样,在1964年和1965年两年里,他检查了几十万株稻穗,终于找到了6株雄性不育株,也就是杂交水稻的母本。经过人工授粉,结实数百粒,有的杂交组合表现有优势,这激发了袁隆平的研究信心,36岁的他写下了第一篇论文《水稻的雄性不孕性》。

就在这篇划时代的雄文里,袁隆平首次描述了水稻雄性不育株的“病态”特征,并正式提出了通过培育水稻三系(即雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢复系),以三系配套的方法来利用水稻杂种优势的设想与思路。

事有凑巧,刊发论文的这期《科学通报》变成了“文革”到来时的最后一期,随后杂志停刊。幸运的是,在时任国家科委主任聂荣臻的支持下,1967年,袁隆平为首的杂交水稻研究小组在安江农校诞生了。

转眼到了1969年,研究却陷入了停滞。在湖南、云南、海南、广东等地的试验田里,研究小组利用3种栽培稻的雄性不育株,先后与近1000个品种和材料做了3000多个杂交组合的试验,其后代总是达不到100%保持不育的特性。这就意味着,杂交水稻母本的生产是不靠谱的。

痛苦中,经过分析思考,袁隆平发现试验效果不佳的材料具有亲缘关系近的特点,于是决定从亲缘关系较远的野生稻身上寻找突破口。

1970年冬,随着“野败”即雄性不育的野生稻在海南被发现,杂交水稻研究柳暗花明。袁隆平把“野败”无偿地分给全国杂交水稻科研协作组单位后,大批农业科技人员投身其中。

1973年10月,在第二次全国杂交水稻科研协作会议上,袁隆平代表湖南省协作组发言,正式宣布籼型杂交稻三系配套成功。他选育的“南优2号”,成为我国第一个大面积生产上应用的强优势组合。

1976年,全国籼型杂交稻种植面积超过200万亩,普遍增产两三成。

历经15年,源起于袁隆平的一个探索,在不懈努力接连闯过三系配套关、优势组合关和制种关后,使中国成为世界上第一个生产上成功利用水稻杂种优势的国家。在三系杂交稻攻关最紧张时,连续七个春节他都是在海南的试验田里度过的。

1981年,国家授予全国籼型杂交水稻科研协作组袁隆平等人特等发明奖,时任国务院副总理方毅为袁隆平颁奖。

领衔攻关两系法杂交水稻,试验田里苦求索,开创育种新纪元

时隔33年后的2014年,北京人民大会堂,杂交水稻研究又登上了国家科技奖励大会最高奖的领奖台。由袁隆平院士领衔攻关的“两系法杂交水稻技术研究与应用”项目,获得了科技进步奖特等奖。

从三系法到两系法,仅一字之别,却带来了杂交水稻技术的伟大飞跃,确保了我国杂交水稻技术的世界领先地位,并推动了世界杂交水稻的快速发展,是对遗传育种学科的巨大贡献。背后,是全国10多家科研单位、几十位科研人员历经20余年不懈探索的汗水和心血。啃下这块硬骨头的领头人,就是袁隆平。

三系法是杂交水稻最初培育成功时采用的方法,也是最经典的方法。但是,三系法也是一个复杂的方法,很难协调高产与优质、早熟与高产等问题,杂种优势利用长期徘徊不前,走到了瓶颈之地。

一个叫光敏不育系的发现,让两系法杂交水稻育种顿时海阔天空。它像两栖动物一样功能强大,只不过根据日照条件来决定当下到底表现不育还是可育。而且,理论上现有水稻品种中95%都可以转育成不育系或用作恢复系,选到优良组合的几率大大提高。

1986年,袁隆平发表了又一篇著名的论文《杂交水稻育种的战略设想》。他将杂交稻的育种从选育方法上分为三系法、两系法和一系法3个发展阶段,即育种程序朝着由繁至简且效率越来越高的方向发展,优势利用朝着越来越强的方向发展。

岂料,1989年7月,一次异常低温天气导致已经过鉴定的“光敏不育系”变成了可育,出现了“打摆子”现象,制出的还是常规种子,给了育种专家们当头一棒。质疑声四起,很多学者甚至放弃对两系法的研究。

在这紧要关头,袁隆平及时提出了选育实用光温敏不育系的新思路,明确指出不育起点温度低是实用光温敏不育系的关键指标。

随后,该研究得到总理基金立项和“863”计划的大力支持,组织全国性协作攻关,解决了系列技术难题,逐渐掀起两系法研究的新高潮。

1995年,中国独创的两系法杂交水稻取得成功,普遍比同熟期的三系杂交稻每亩增产5%—10%。次年,中国超级稻育种计划由农业部正式立项,担任主帅的袁隆平提出以“形态改良与杂种优势利用相结合”的水稻超高产育种理论和技术路线。

20多年来,从突破700公斤、800公斤、900公斤、1000公斤,直到1152.3公斤,从湖南到云南的百亩示范田里,杂交水稻大面积亩产的世界纪录先后诞生。这些水稻品种中的佼佼者,都有一个共同的身份——两系法杂交水稻。

第三代杂交水稻种到了家门前,孕育增产新希望

“高产更高产是永恒的追求”,这句话,袁隆平说了几十年,一遍又一遍。

从三系法到两系法,杂交水稻产量连上台阶,但也进入了缓慢增长期。八旬过后的袁隆平,又带领团队瞄准了第三代杂交水稻。经过多年奋斗初战告捷,研究还摘得了湖南省技术发明一等奖。

兼具三系法和两系法优点的第三代杂交水稻另辟蹊径,通过遗传工程不育系研究,为水稻大幅度增产提供了巨大潜力空间。前几年起,老人家门前那块试验田就种了部分第三代杂交水稻,他在家里就可以看着新宝贝了。

得知有一块试验田里种的第三代杂交水稻长势很好,袁隆平亲自叫了10来个人,和他一起去测产。结果亩产有1300多公斤,老人高兴得直说“惊人”。

耐盐碱水稻也是袁隆平近年来为之奋斗的新目标。他认为,如果能拿出1亿亩盐碱地开发,每亩按300公斤产量计算,就能增加300亿公斤粮食,可多养活七八千万人口。为了实现这个想法,袁隆平提出了利用水稻杂种优势,提高耐盐碱水稻产量的技术路线。

“全体员工,人人须知,我中心有三大主要任务。”前年夏天,在袁隆平工作生活了30多年的湖南杂交水稻研究中心大院里,挂出了一则老人亲笔签名的《科研任务告示》,提出了“三大目标”。

其一,冲刺“禾下乘凉梦”,继续巩固每公顷18吨产量的目标;其二,选育耐盐碱水稻,瞄准每公顷产量4.5吨的目标;其三,发展第三代杂交水稻。

几大攻关一直在进行。2021年的夏天,稻田又长新绿,您却已远行。无尽的怀念浸湿了这张告示……

把论文写在祖国的大地上,越来越多的杂交水稻学人将铭记您的教诲,像您一样,为祖国的繁荣富庶,为全人类的福祉奋力拼搏,鞠躬尽瘁!

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