超级杂交稻:书写人类反饥饿史上光辉篇章

来源:科技日报 时间:2019-09-10 15:00:11
字体:【
打印 复制链接

科技创新70年·历程

“别看今天中国超级杂交稻技术引人瞩目,但攻关过程与其他科研一样,也免不了‘挨打’‘走错路’。”近日,与湖南杂交水稻研究中心原党委书记谢长江的面对面交流中,他这般向科技日报记者“友情提示”。

在世界科技发展史上,中国有一项技术备受关注,即超级杂交稻技术。它是保障国家粮食安全的“国宝”,解决十几亿人口吃饭问题的“重器”。正因如此,超级杂交稻技术一直“尽显风流”,广受赞誉。不过,正如谢长江所说,我们要看到的不只是“风光”,还有背后的“苦头”。

敢破敢立:跨越理论禁区书写旷世论文

1956年,响应国家号召,时任湖南怀化安江农校教师的袁隆平,开始了科研生涯。

无奈科研“水深”,刚“下水”的他,被当时苏联生物学家“无性杂交”学说误导,走了几年弯路。直到1960年,才转而以孟德尔、摩尔根遗传学理论为依据,并选定杂交水稻研究方向。

“做系统选育,要选大穗子。每年水稻抽穗到成熟期间,我都去田里选种。”袁隆平回忆。1961年7月的一天,他发现了一株颗粒饱满、有10多个8寸长稻穗、长势犹如“瀑布”的稻株。因为“鹤立鸡群”,袁隆平自认找到了“良种”,小心翼翼地做标记、培育,期待来年亩产试验的大增收。

怎知第二年,他满心期盼的“良种”,抽穗却参差不齐。

“我很灰心,坐在田埂上,呆望着稻株百思不得其解。”袁隆平说。

“发呆”中,他突然来了灵感:自花授粉的水稻,出现了杂种后代才有的“分离”现象,是否说明自花授粉作物也有杂种优势?他赶紧记载和反复统计稻穗参差不齐的分离比例。3∶1!完全符合孟德尔分离规律!袁隆平兴奋极了:他选到的“鹤立鸡群”植株,确为天然杂交稻!水稻也确实可能存在杂种优势!

尽管当时学术界普遍否认水稻杂种优势的存在,但袁隆平还是坚信“眼见为实”。

“实事求是,是做学问的态度。”袁隆平说。为此,他带着夫人、学生,一起寻找他“预测”的水稻雄性不育株。吃完早饭就下田,带两个馒头当午餐,忙到下午4点回家,是他们的日常生活。

“在田里,人身体上半截被太阳晒,很热。腿却在田里冷水中泡着,很凉(当时没有水田鞋)。每天都要在几千、几万株稻穗里寻找,真的就是大海捞针。”袁隆平描述。仅1964年、1965年,他们就检查了几十万株稻穗,反复试验和积累,最终奠定了世界杂交水稻历史上,截至目前也熠熠生辉的论文《水稻的雄性不孕性》。

1967年,我国成立“水稻雄性不育科研小组”。其中,一项重要工作是培育雄性不育系材料。“到1969年,我们用3种栽培稻雄性不育株,先后与近千个品种和材料做了3000多个杂交组合试验,选育雄性不育材料,但仍没育出理想的不育系。”袁隆平说。此后的1970年,湖南省组织“水稻不育研究协作组”继续攻关,并扩大形成全国范围的大协作攻关。最终,杂交水稻三系法获得成功。

1981年6月6日,新中国第一个特等发明奖授予了全国籼型杂交水稻科研协作组。

不离不弃:独创“两系法”险遭“灭顶之灾”

2014年,北京人民大会堂,超级杂交稻又一次获颁“2013年度国家科技进步特等奖”。这一次,是因为中国独创的“两系法”。

“两系法杂交水稻技术在1989年盛夏低温情况下,遭遇严重挫折,险些被全盘否定。”袁隆平对自己科研生涯中的“科研技术生死保卫战”,历历在目。

所谓两系法杂交稻,是建立在一种光温敏雄性不育系基础上的育种技术。与三系法相比,作为“母亲”的“光温敏不育系”,同时充当了不育系和保持系两种角色。换言之,杂交水稻育种从“一妻两夫”,发展成为了 “一妻一夫”。

不过这项研究之初,研究人员对这位“母亲”的育性转换习性还没有完全掌握,直到1989年,我国盛夏一场罕见低温的出现,使研究人员对这位“母亲”的育性转换有了更深刻的认识。这场低温中,“母亲”开始“心绪不宁”,在不育系和保持系角色间,异常“切换”,最终导致当年全国两系法制种大面积失败。

就在大多数人要放弃这项“不靠谱”的研究之时,袁隆平和协作组重要成员顶着巨大的压力,寻找原因,调整选育不育系技术策略,最终发现了导致雄性不育的“临界温度点”,解决了不育系繁殖过程中的临界温度“漂移”等问题。才使得两系法育种,成为了世界作物育种史上的重大突破,也让我国杂交水稻研究水平继续在世界领跑。

生死搏斗:中国杂交稻技术走向世界

1979年,袁隆平应邀到菲律宾出席国际学术会议作大会报告,这也是我国首次将杂交水稻研究成果向国际社会公开报道。此后,中国杂交水稻开始走向世界。

“在缅甸中央农业研究院的水稻实验室,我和学生在田里工作。因为缅甸人信佛不杀生,水田里到处都是眼镜蛇。有次,从抽屉里冷不丁窜出8条小眼镜蛇,至今我都心有余悸。在热带雨林里,我们还要与吸血的旱地蚂蝗作斗争……”袁隆平说。

多数人不知道,中国杂交水稻走向国际的“幕后花絮”,是如此的惊心动魄。但中国科学家前赴后继,未曾停息。

杨耀松,“中国杂交水稻覆盖全球梦”的实践者和见证者之一。

2007年3月,作为专家组成员赶往马达加斯加的他,登机前突发剧烈腹痛。登机还是改签?他很快做出了选择:登机。最终,痛得只能平躺在座位边地板上的他,“躺”到了马达加斯加。

今天,从美国大农场,到缅甸、菲律宾热带雨林;从印度高原,到非洲大草原……都有杂交水稻的稻香。亚洲、非洲、“一带一路”沿线,杂交水稻已在40多个国家成功示范,并在10多个国家大面积推广。

“喜看稻菽千重浪”,中国科学家在人类反饥饿史上书写了光辉的一页。

(湖南杂交水稻研究中心辛业芸研究员对稿件有重要贡献)

  本网声明:本网登载此文仅出于信息分享,并不意味着赞同其观点及其描述,不承担侵权行为的连带责任。如该信息涉及版权等问题,请联系我们做删除处理。

  (来源:科技日报)

合作频道
人民网 金融界 东方视窗 三亚网 腾讯财经 海南网 华北网 山东都市网 央视网 陕甘宁网 福建在线 海口视窗 搜狐网 云贵网 东北在线 新浪网 上海都市网 中国华南网 金鹰网 中国都市网 25788网址 江浙网 广东网 千龙网 江苏之窗 蜀国网 京津网 汽车视窗 大鄂网 中国经济网 大晋网 大贑网 独一网 河南之窗 世界财经网 中国广播网 椰城网 东方都市网 三亚视窗 中国网 河北视窗 云南之窗 杭州之窗 广西在线 中华网 湖南网 安徽热线 吉林之窗 广东热线 华南视窗 云南在线 新华网 安徽在线 海南科技网 杭州在线 吉林视窗 凤凰网