人类群星闪耀时

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人类群星闪耀时

2024-04-07 11:47| 来源: 网络整理| 查看: 265

袁隆平,男,汉族

1930年9月出生 江西德安人

湖南杂交水稻研究中心原主任

湖南省政协原副主席

中国工程院院士

第六届、七届、八届、九届、十届、十一届、十二届全国政协常委

三系杂交水稻培育

闯过一道道难关

1968年春,经过反复繁殖得到的700多株雄性不育秧苗被插植在学校试验田中。此后,袁隆平又将广东南海试验带回的种子种在了试验田里。可刚刚长出的嫩苗,却在5月18日夜里被人全部拔光。第四天,袁隆平只在一口井里找回5棵秧苗,其他的都沤烂了。

 

这就是“文化大革命”中的科研环境!

 

“袁隆平是地地道道的科技骗子”“骗国家的科研经费”“研究杂交水稻没有前途”“雄性不育试验搞不下去了”等声音甚器尘上,但袁隆平和他的团队从来没有放弃。

 

1968年10月,袁隆平带着李必湖和尹华奇两个助手,到海南陵水开展研究试验。之后,每年10月,袁隆平和他的团队就在湖南、云南、海南、广东和广西之间辗转奔波。他说过这样的话,一年365天都可以搞水稻试验,大大节约了科研时间。一连7年,袁隆平有7个春节没有在家过。

 

1964一1969年,袁隆平团队用已发现的无花粉花药退化和花粉败育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多个杂交组合试验,可结果均达不到每年100%保持不育。也就是说,一直都没有育成理想的不育系,相关研究进展并不大。

 

1969年冬,多次的失败让袁隆平决定转移突破口:搞野生稻!从亲缘关系较远的野生稻身上或许能解决问题。这也符合遗传学关于亲缘关系远近对杂交后代影响的有关理论,亲缘越远杂交的后代越强壮,但野生稻都在更为偏远的地区,这就要付出更多的艰辛。

 

于是,袁隆平开始尝试用野生稻与栽培稻进行远缘杂交,通过核置换的方法,以创造新的雄性不育材料,建立新的三系关系。

 

1970年4月的野裁杂交试验,因为没有对野生稻进行短光处理(对感光性较强的品种进行短期定周期诱导处理,能促进发育,提早开花日期)而没能成功。

 

同年6月,在湖南省革命委员会主要负责人华国锋的支持下,杂交水稻研究被列为全省协作项目。

 

也就是在这个时候,袁隆平决定去海南岛寻找野生稻。正是在海南三亚,李必湖与当地的农场技术员冯克珊,发现了后来被袁隆平命名的“野败”。之所以叫“野败”,是因为野生稻具有花粉败育特征“野败”的发现,具有极为关键的意义。因为“野败”的雄性不育能够稳定保持,获得的几万株雄性不育株100%遗传,其后代每代都是雄性不育株,这为杂交稻研究的成功打开了突破口。

 

可是,在栽培品种中却没有获得理想的不育系和保持系。

 

“野败”不育株除不育性状外,其他性状基本上与普通野生稻相同,在生产上没有直接利用的价值,必须对“野败”进行转育,才能把“野败”的不育基因转入栽培稻,进而培育出生产上所需要的不育系种子。

 

1971年,杂交水稻协作组成立,形成了杂交水稻试验全国一盘棋的初步格局。

 

1971一1972年,全国在雄性不育系选育工作方面,转入以培育质核互作型不育系为主,特别是利用野生稻与栽培稻杂交获得雄性不育系,以期实现三系配套。

 

全国协作很快改变了杂交水稻培育的困境。袁隆平团队用“野败”与不同的釉稻、粳稻杂交,育成了我国第一个水稻雄性不育系“二九南1号A”及其相应的保持系“二九南1号B”。

 

在此期间,江西、福建、北京、新疆、广西等地也都获得性状一致、不育株率和不育度达100%的群株。我国第一批“野败”细胞质骨干不育系和相应的保持系宣告育成。

 

1972年冬,三系选育的重点转入恢复系选育。1973年,全国杂交水稻研究协作组从东南亚的一些品种中测得了具有较强恢复力和较强优势的恢复系。

 

攻破三系配套关之后,就是优势组合关。选择亲缘关系较远、优良性状互补、亲本之一是高产品种的恢复系与不育系杂交,可以选育出营养生长优势和生殖生长优势都强的优良组合。

在三系配套成功,有了强优势的组合之后,又闯过了制种这一关。

 

袁隆平用“二九南1号A”与恢复系I24配组,育成了“南优2号”。“南优2号”在同等条件下试种,多地每亩增产稻谷50~100公斤,比当地优良品种增产20%左右。

 

到1975年,全国已有“南优”“矮优”“威优”“汕优”等系列的强优势型杂交水稻组合。我国成为世界上第一个利用杂种优势、大规模种植杂交水稻的国家。

 

1977年,袁隆平在《中国农业科学》上发表《杂交水稻培育的实践和理论》与《杂交水稻制种与高产的关键技术》两篇论文。

 

杂交水稻从此以世界良种推广史上前所未有的发展态势在中国大地上迅速推开。1975年南方省(区)种植面积是370多公顷,1976年则一下子跃升到13.87万公顷,继而于1977年迅猛扩大到210万公顷到1991年已达到1760万公顷。截至2006年,杂交水稻在我国已累计推广3.76亿公顷,共增产稻谷5200多亿公斤。

不停步进军超级稻

从中国走向世界

基本解决了中国人民的吃饭问题,自己的事业也达到前无古人的高度,可袁隆平并没有停下脚步,而是把目光投向了更远的地方。

 

1980年,世界性的灾荒来临时,刚过知天命之年的袁隆平决定再次扬起理想的风帆:通过技术创新,亲手培育出一种增产潜力更大、稻米品质更优(主要是好吃)的新型杂交水稻,即超级杂交稻,并将超级杂交稻推广到全世界,造福全人类。

 

也是在1980年,日本农业部门制定的水稻超高产育种计划,提出在15年内育成比原有品种增产50%的超高产品种,即到1995年要使稻谷亩产量达到625~812.5公斤。

 

1989年,菲律宾国际水稻研究所也提出了一个“超级稻”计划,后改称为“新株型稻”育种计划:到2005年,育成单产潜力比现有纯系品种高20%~25%的超级,即生育期为120天的新株型超级稻,其产量潜力应达12吨/公顷,合计亩产量为800公斤1996年,农业部正式立项提出了中国超级稻育种计划:到2005年,杂交水稻亩产量达到750~800公斤,增产30%以上。

 

可见,在那个时候,培育超级稻已成为水稻科研领先国家的共识。

 

而早在1985年,袁隆平就发表了《杂交水稻超高产育种》一文首次提出中国杂交水稻超高产育种的目标:争取在1990年达到早稻每亩日产(国际通行标准:以全生育期日平均计算。全生育期是指从育苗开始一直到收获结束)5.5公斤,晚稻每亩日产6公斤。

 

1997年,参照农业部拟定的产量标准,袁隆平提出了新的杂交水稻育种理论设计方案:在产量指标上,到2005年前达到每公项日产稻谷100公斤;在品质上,要达到国家二级优质米标准;在抗病虫害上要抗2种以上水稻病虫害。

 

袁隆平提出的是库大源足,以增源为核心,选育叶片长、直、窄、、厚,冠层高而重心低的超级稻优良株叶形态模式。其技术路线可以归结为“三个利用”:利用亚种间杂种优势,利用野生稻中的增产基因,利用新株型超级稻配组。这里的“库”是指水稻的穗,因为稻穗就如一个储藏库:这里的“源”是指利用光合作用,通过叶片供给生长源泉。

 

袁隆平提出的株叶形态模式和技术路线,是在日本的超级稻育种计划宣告延期10年,菲律宾国际水稻研究所新株型水稻育种计划遭受挫折后提出的。

 

试验样本培矮64S/E32在江苏小面积试裁,理论亩产量为930公斤,实际亩产量也可以达到858公斤,稻米质量也达到了国家二级米标准。

 

2000年3月31日,在马尼拉召开的国际水稻学术大会上,袁隆平报告了中国超级杂交水稻的大面积试种结果。中国超级杂交稻已在大面积试种中遥遥领先于日本与菲律宾。

 

2000年9月,科技部、农业部联合组织在湖南省郴州市和龙山县对超级杂交稻首期目标进行了验收,第一批超级杂交稻多稻种组合大面积扩种成功。

 

达到或超过每公顷日产稻谷100公斤的第二期目标试验,在2001年获得成功。

 

2002年,超级杂交稻已有6个超级稻新种组合,试验亩产量超过800公斤,5个种植片区通过了农业部组织的专家组验收,提前一年实现超级杂交稻的第二期目标。

 

2012年9月,超级杂交稻第三期大面积亩产量900公斤攻关圆满实现。

 

2014年3月,第四阶段超级稻育种计划开始执行,单产目标是每公顷15吨。

 

20世纪80年代至今,袁隆平和他的团队通过开办杂交水稻技术培训国际班,已经为近80个发展中国家培训了14000多名杂交水稻技术人才。全球有40多个国家和地区实现了杂交水稻的大面积种植,每年种植面积达到700万公顷,普遍比当地水稻增产20%以上。

 

他一直拳拳于心的两个愿望如今都已实现:一是到2010年,第三期超级稻要实现实验田亩产量900公斤的目标;二是把杂交水稻推向全世界。

年近九十启动“

中华拓荒计划

    “

海水稻

领先于世界

水稻是世界上一半以上人口的主粮。全球人口到2050年预计将达到100亿,稻米生产力需要跟上全球人口增长的步伐,才能保证人们免遭饥饿。在如今土壤消耗、水分流失以及不断变化的气候条件下,人们面临的最大挑战是如何进一步提高水稻生产力,同时,保证这种生产活动的可持续性。从技术上讲,实现这一目标主要依赖于改良水稻品种以及与之相适应的水稻种植技术。中国作为最大的水稻消费国和生产国,在过去几十年里建立起了较为完善的水稻育种体系。

随着耕地越来越少,人们渐渐地希望能在海上播种水稻。然而即便2000年之后细胞工程和基因工程法被应用于水稻耐盐性研究之中,培育出来的水稻仍不足以在海水中直接生长。

科学永无止境,已近90岁高龄的袁隆平带领他的团队又攻入海水稻这个领域。

2012年,海水稻研究成为袁隆平的工作重点之一。所谓“海水稻”,学术上称作“耐盐碱水稻”。袁隆平希望通过耐盐碱杂交水稻的研发和推广,让盐碱地像普通耕地那样造福人类。他把海水稻技术的突破和创新称为“拓荒人精神”。他的一生何尝不是时时在拓荒中?袁隆平将“海水稻”称为了不起的工程,源于我国耕地面积有18亿亩,另外还有十几亿亩的盐碱地。其中,能够种水稻的、被水淹的盐碱地有近2亿亩。在袁隆平看来,如果海水稻研究成功,我国至少可以增加1亿亩耕地,按最低亩产300公斤计算,可以增产300亿公斤稻谷,相当于湖南省全年的粮食总产量,可以多养活1亿人。

2018年,袁隆平团队在七八个点开展了海水稻试验,每个点少则几亩,多则百亩。试验面积之所以这么小,主要是没有那么多新种子。能抗盐碱的老品种不是没有,只是产量都不高。国外现在搞的海水稻,种子都是常规稻,袁隆平团队试种的则是杂交稻。

2018年5月,袁隆平海水稻科研团队正式启动“中华拓荒计划”。

袁隆平的目标是,用8年时间推广1亿亩海水稻。

袁隆平团队培育出的海水稻,乃是在“含盐0.6%的咸水”中生长。咸水是依靠人工用海水和淡水混合调制而成的,而不是直接在海水里种水稻。

多年之前,美国圆环种子公司的总经理威尔其曾对袁隆平说过:“你如今已是功成名就,应该可以建一所“王府’,好好享受一番了!美国商界巨子哈默博士也表示过:“袁先生的科学发明及其新创财富足可成为第二个“洛克菲勒”了!然而,永远心系人民的科学家,至今仍然服膺着“苟利国家,不求富贵”的人生信条,从当年湘西沅水河畔那座叫作“圣觉寺”的古庙修建而成的农校简陋宿舍里一路走来的袁隆平,已习惯于简单朴素的生活,以便全身心地去追逐那个给人类带去福音的梦想……

就如他自己平静坦言的:“袁隆平一门心思研究水稻,研究杂交稻、超级杂交水稻的动机和目的很简单,就是让更多的人吃饱饭。袁隆平出了点儿名后,国际上有多家机构都高薪聘请袁隆平出国工作,但袁隆平都婉言谢绝了。袁隆平的根在中国。”“袁隆平离不开生养袁隆平的这块土地和这里的人民。至于名和利都是包袱,袁隆平只坚持做自己想要做的事。”

2001年2月19日,袁隆平获得首届国家最高科学技术奖。

在过往的艰难岁月中,袁隆平深味过由于资金匮乏给他和他的弟子们的研究带来的“捉襟见肘”,他多么希望今天的年青一代能够站在他的肩膀上,无论从事科研,还是工作生活,都能应付自如,轻装起飞!所以,他将自己获得的大部分奖金都捐了出去。

     萦绕心头的

一个遗憾与两个愿望

经过9年攻关,两系法杂交稻于1995年获得成功。

但是,一系法远缘杂种优势利用研究进展缓慢。袁隆平没有停止过对于一系法固定杂种优势途径的探索,他认为培育水稻无融合生殖系最有前途。从生物技术的发展来看,利用无融合生殖材料固定水稻杂种优势,实现一系法杂种优势利用的战略设想并非没有可能。袁隆平指出了方向,但需要新的理论突破,需要新的技术手段,不知道在其有生之年能否弥补这个遗憾。

和杂交水稻打了一辈子交道的袁隆平,一直有两个梦想:一个是让杂交水稻覆盖全球,另一个是“禾下乘凉梦”。他曾梦见试验田里的超级杂交水稻长得比高梁还高,穗子有扫帚那么大,谷粒有花生米那么大,他和助手们坐在瀑布般的稻穗下乘凉。常言说:日有所思夜有所梦。这两个梦想不过是他心心念念的映照。

在他看来,两个梦想都是奋力追求的目标,很难说哪个更近,哪个更远。

为增加杂交水稻产量,袁隆平一直致力于改善杂交水稻品种,他说过,增产是没有尽头的!

2023.12.22

编辑:唐熙

排版:

刘亚斐

审核:刘中正



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