雜交水稻科普知識,雜交水稻科普知識有哪些
5月22日13點07分,“雜交水稻之父”、中國工程院院士、“共和國勛章”獲得者袁隆平,在湖南長沙逝世,享年91歲。
袁隆平是我國研究與發(fā)展雜交水稻的開創(chuàng)者,也是世界上第一個成功利用水稻雜種優(yōu)勢的科學家,被譽為“雜交水稻之父”。直到今年年初,他還堅持在海南三亞南繁基地開展科研工作。
為紀念袁隆平院士,紀事君(ID:bjrbjishi)推送一篇舊文,與您分享袁隆平當初研究雜交水稻的曲折歷程。
共和國誕生之初,美國國務(wù)卿艾奇遜就預(yù)言:同歷屆中國政府一樣,政權(quán)也將因無力解決中國人的吃飯問題而垮臺。
70年過去,艾奇遜的預(yù)言沒有實現(xiàn)。夢魘一樣困擾中華民族幾千年的饑饉問題,在新中國得到了最終解決。
中國不但成功地用占世界7%的耕地,養(yǎng)活了占世界22%的人口,而且為全人類解決糧食問題帶來了福音。近25年來,世界主要農(nóng)產(chǎn)品增長份額有20%以上來自中國。這其中,最大的貢獻來自被稱為“東方魔稻”的雜交水稻。以袁隆平為代表的中國科學家所創(chuàng)造的這份科技成果,被視為中國繼四大發(fā)明之后的第五大發(fā)明。
從1976年雜交水稻研究成功推廣至今,中國累計種植60多億畝,增產(chǎn)稻谷6億多噸,全世界播種面積共計1.5億公頃,每年增產(chǎn)的稻谷可以多供養(yǎng)7000萬人口。
1、保護對象
1966年,聲勢浩大的“文化大革命”席卷而來。偏居湘西一隅的安江農(nóng)校,原本靜謐得有些與世隔絕,這時,卻像全國一樣陷入了躁動和喧嘩。
花花綠綠的大字報貼滿校園,各種各樣的“檄文”、“宣言書”、“戰(zhàn)斗口號”在校園里不斷回響,一個又一個的“革命組織”粉墨登場。
“文革”洪流襲來時,安江農(nóng)校遺傳育種教研組教師袁隆平就是一個“預(yù)備黑幫”,幾乎注定了被批斗的命運。
1953年8月,袁隆平從西南農(nóng)學院畢業(yè),被分配到安江農(nóng)校做一名中專教師。
袁隆平在安江農(nóng)校授課。
還在大學時,袁隆平就被同學定性為“愛好自由,特長散漫”。當上了老師,他一如既往的“自由散漫”,對任何政治活動都不熱心,只對實驗田中的各種作物感興趣,早就被劃為“中右”。他的父親曾在政府中任職,又添了一條“黑五類”出身。
而袁隆平正在悄悄進行的雜交水稻研究,也成了一條罪狀。這項研究依據(jù)的是西方孟德爾-摩爾根遺傳學說,在當時被攻擊為“資產(chǎn)階級異端邪說”。
運動一開始,袁隆平就知道自己“躲不過去了”。
一天中午,安江農(nóng)校“文革”工作組通知袁隆平去談話。袁隆平琢磨該對自己“宣判”了,惴惴不安地走進了工作組負責人辦公室。
沒想到,這位負責人客客氣氣,讓他介紹了自己的研究,隨后鼓勵他“抓革命促生產(chǎn)”,把研究和實驗搞好。同時,還把安江農(nóng)校最好的一塊試驗田分給了他。
出乎意料的峰回路轉(zhuǎn)讓袁隆平摸不著頭腦。直到第二年,“文革”風云變幻,那位負責人被趕下了臺,謎底才被揭開。
原來,工作組確實準備揪斗袁隆平來著,牛棚里的床位都給他準備好了。但在查閱袁隆平檔案準備批斗材料時,意外發(fā)現(xiàn)了一封國家科委發(fā)來的公函。這封公函責成湖南省科委和安江農(nóng)校要支持袁隆平的研究。
看著北京發(fā)來的紅頭文件,安江農(nóng)校“文革”工作組不敢自專,帶著這個函件去請示原黔陽地委書記孫旭濤。孫旭濤是一位知識分子出身的老革命,看完公函,他明確答復:“袁隆平當然是保護對象!”
可惜的是,這位拍板保護了袁隆平的領(lǐng)導卻沒能在“文革”中保護自己,兩年后因不堪迫害而自殺。
而那封神秘的“北京公函”,卻給“預(yù)備黑幫”袁隆平撐起了一把“保護傘”,讓他避過了“文革”的疾風驟雨。
這封公函緣自袁隆平發(fā)表在中國科學院院刊《科學通報》上的一篇論文。論文的題目是《水稻的雄性不孕性》。這是世界上第一篇論述水稻雄性不孕性的論文,并且指明了這一特性的巨大利用價值和通過雜交培育高產(chǎn)水稻的設(shè)想。
論文甫一發(fā)表,就被時任國家科委九局局長的趙石英發(fā)現(xiàn),意識到袁隆平所進行研究的重大意義。他向主管國家科委工作的聶榮臻元帥匯報了此事。這才有了國家科委下發(fā)的公函。
袁隆平的論文發(fā)表在《科學通報》1966年2月第17卷第4期上。這期之后,《科學通報》因“文革”被迫停刊。袁隆平幸運地搭上了“末班車”。
2、天然雜交稻
《科學通報》發(fā)表《水稻的雄性不孕性》論文,后來被視作中國雜交水稻研究的開端。而這篇論文實際上是袁隆平4年的研究成果。
當時的袁隆平還只是一位中專教師,他對雜交水稻的研究源自一次意外的發(fā)現(xiàn)。
1962年,袁隆平申請了安江農(nóng)校門口西側(cè)的一塊早稻試驗田,每天課后都要去遛上一圈,觀察那些他親手栽下、已經(jīng)熟悉得不能再熟悉的禾苗。
這是一片越長越讓他懊惱的禾苗。
上一年7月,早稻抽穗的時節(jié),袁隆平在這塊實驗田中發(fā)現(xiàn)了一株“鶴立雞群”的稻株,植株高大,穗大粒多,一蔸稻秧分出10余穗,每穗有壯谷一百六七十粒。照這樣的長法,一畝水稻的產(chǎn)量能超過600公斤,超過普通品種的一倍多。袁隆平如獲至寶地把這些成熟的谷子一粒粒收好,冀望著這些金燦燦的谷子能夠繁殖、培育出同樣出色的水稻。
1961年春天,他把這些種子發(fā)育出的秧苗插進試驗田,滿以為播下的是龍種,沒想到收獲的卻是跳蚤。
秧苗長高了,但參差不齊,高的高,矮的矮,接著抽穗、揚花、灌漿了,但成熟很不一致,遲的遲,早的早,上一代的優(yōu)勢蕩然無存。為什么會這樣?
袁隆平開始對實驗田中的水稻仔細調(diào)查、統(tǒng)計。總計1000多株稻秧,看上去參差不齊,其實根據(jù)不同性狀歸納起來只有兩類,一類的數(shù)量有700多株,另一類有200多株,比例恰好三比一。
這個統(tǒng)計過程,幾乎就是孟德爾“分離法則”的精確演示。根據(jù)這一理論,純種水稻品種的第二代仍會和上一代一樣,只有雜種水稻的第二代才會有這樣比例的分化。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)證實了袁隆平猜測:那株穗大粒多的稻株,是一株天然雜交稻!
水稻的天然雜交在自然界中概率極低,那株天然雜交稻能夠被袁隆平發(fā)現(xiàn)非常偶然。但在當時,也只有被袁隆平發(fā)現(xiàn),才能認出它雜交稻的身份。只能說,機遇垂青了有準備的頭腦。
那時的中國,奉前蘇聯(lián)生物學家李森科學說為“無產(chǎn)階級革命科學理論”,而且像李森科一樣,視孟德爾-摩爾根遺傳學說為“資產(chǎn)階級異端邪說”。
當時只是一名中專教師的袁隆平,也曾對李森科學說深信不疑,不但按照教學大綱向?qū)W生傳授這樣的理論,而且還地按照這一學說“無性雜交育種”的理論進行了自己的研究。他給紅薯嫁接上月光花——一種當?shù)仉S處可見的野花,期望能培育出用月光花籽繁殖的紅薯;他給馬鈴薯嫁接上西紅柿,期望能培育出地下長馬鈴薯、地上結(jié)西紅柿的新物種……
1958年,袁隆平的實驗田里,“月光花紅薯”不但開花結(jié)籽,而且地下還長出了一蔸重達27斤的“紅薯王”。這個“成果”搬進了全國“躍進”成果展覽,袁隆平還受邀參加了全國農(nóng)民育種專家現(xiàn)場會。
但這種成功只是園藝嫁接的成功,培育新物種的目標要到第二年“月光花紅薯”的種子播下去之后才能驗證。
真理和謬誤,往往只差一步。
第二年,“月光花紅薯”的種子只長出了月光花。“無性雜交”的制種試驗以失敗告終。
從那時起,袁隆平就不再相信李森科學說,他轉(zhuǎn)而研究起孟德爾-摩爾根學說。在當時的條件下,這種研究自然不能“見光”。袁隆平重新翻開了大學時購買的一本英文原版的《遺傳學研究》。他還用《》給這本書包了書皮,私下里偷偷閱讀。
一些外文雜志偶爾會透露些現(xiàn)代生物學研究成果,也給袁隆平開了一扇小窗。一次,袁隆平出差到長沙,在書店的一本英文雜志上看到了國外學者發(fā)現(xiàn)了脫氧核糖核酸雙螺旋結(jié)構(gòu),也就是我們所熟知的DNA。他立即把這本雜志買了下來。
1962年,袁隆平在《參考消息》看到了這樣一條消息:DNA發(fā)現(xiàn)者獲得諾貝爾獎。
后來袁隆平說:“幸虧我猛醒得早,西方的生物學研究已經(jīng)到分子水平了,我們還抓著李森科學說不放的話,沒有前途!”
3、尋找“水稻寡婦”
袁隆平在觀察雜交水稻。
袁隆平發(fā)現(xiàn)天然雜交稻,對李森科學說是“離經(jīng)叛道”;而他隨后展開的雜交水稻研究,對經(jīng)典遺傳學也是挑戰(zhàn)。當時的遺傳育種有一個定論:自花授粉的水稻“自交無退化,雜交無優(yōu)勢”。
袁隆平并非第一個認識到水稻雜交優(yōu)勢的研究者。早在1926年,美國農(nóng)學家瓊斯就提出了這一觀點。美國、日本、菲律賓、馬來西亞等國家的育種專家,都在水稻雜交方面做過研究,卻無一取得成功。雜交水稻研究沒有任何經(jīng)驗可循,只能從頭開始。
想讓水稻這種自花授粉植物進行雜交,只有兩條路可走。一條是進行人工去雄。但這種方法沒有實際利用價值。因為水稻是雌雄同花,一朵花只結(jié)一粒種子,幾十、上百粒種子結(jié)成一穗,幾穗乃至十幾穗合成一株……人工去雄的工作量是無限大的。
另一條路,就是“三系”配套。這是一套復雜繁瑣的育種工程,即便是現(xiàn)在,袁隆平的學生、助手尹華奇在向記者這個外行解釋“三系”配套時還面露難色:“我是學育種的,第一次聽袁老師講‘三系’配套都沒明白。給你打幾個比方吧,能把大致原理講明白就行。
“水稻是自花授粉植物,好比一出生就是夫妻成雙。想讓它出現(xiàn)雜交,就要找到天生的‘寡婦’,這就是不育系。水稻每年都要種,不斷地需要不育系,所以,要讓‘寡婦’只能生‘女兒’,這就要給她找一個特定的‘丈夫’,就是保持系。
“到‘女兒’這一輩,就要分兩部分,一部分再和保持系雜交,仍舊只生‘女兒’,繼續(xù)做不育系。另一部分則要找到特定的‘丈夫’,也就是恢復系,他們的后代要恢復成天生的夫妻成雙,也就是雜交水稻的種子。這樣‘三系’配套完成,才能循環(huán)往復地制造出雜交水稻的種子。”
走通這條路的先決條件,就是找到天生的“水稻寡婦”。
天然的水稻雄性不育株什么樣?袁隆平?jīng)]有見過,中外資料上也未見報道。沒有任何捷徑可循,只能用最原始的辦法,去稻田里一株一株地尋找。那份大海撈針的辛勞,如今我們只能在想象中體會。
每年的6月下旬到7月上旬,是安江地區(qū)水稻揚花的時節(jié),也是一年之中最熱的時節(jié)。這時,安江農(nóng)校的試驗田和周邊生產(chǎn)隊的稻田里,總能看到袁隆平的身體躬成90度以上,臉貼著層層疊疊稻浪,一手拿放大鏡,一手拿鑷子,尋找著那萬里未必出一的天然雄性不育水稻。
終于在尋找到第6400穗稻穗時,袁隆平發(fā)現(xiàn)了第一株天然雄性不育水稻。跟在他身邊為他做助手的夫人鄧哲,在筆記本上留下了這樣的記錄:
發(fā)現(xiàn)時間:1964年7月5日午后2時25分。發(fā)現(xiàn)地點:安江農(nóng)校水稻試驗田。水稻品種:洞庭早秈。
隨后的一年,在14000個稻穗中,袁隆平又找到了5株天然雄性不育水稻。
1965年年底,袁隆平對獲得的材料和實驗數(shù)據(jù)進行了梳理,完成了關(guān)于雜交水稻的第一篇論文《水稻的雄性不孕性》,奠定了雜交水稻研究的理論基礎(chǔ)。
4、頑強的禾苗
“文革”剛一開始,各種大字報上,袁隆平屢屢被點名批判:“不準販賣資產(chǎn)階級反動學說”“打倒白專分子”……
針對袁隆平的“革命”很快由筆頭發(fā)展到了實際行動。一天,宣傳欄上出現(xiàn)了一張大字報:“徹底砸爛袁隆平資產(chǎn)階級學說的盆盆缽缽!”
袁隆平心里“咯噔”一下。他對波詭云譎的“文化大革命”并不上心,心思全在那些“盆盆缽缽”上。
在安江農(nóng)校試驗園的一個水池邊,擺放著袁隆平的60個瓦盆。從1964年找到天然雄性不育株開始,他就在這些瓦盆里開展著水稻雄性不育的研究實驗。
袁隆平跑到實驗園,眼前的情景讓他欲哭無淚:栽種著雜交稻秧苗的瓦盆已經(jīng)全部被砸碎,試驗秧苗也被砸了個稀爛,丟得滿地皆是。
幾年的研究成果就此付之東流。袁隆平痛心不已卻徒呼奈何。可就在這一天的晚上,兩個學生悄悄地來到了袁隆平的家,帶來了令人驚喜的消息:有三盆實驗苗被他們事先藏到了學校果園的一條臭水溝里,躲過了這一劫。
這兩個學生,一個是尹華奇,一個是李必湖。兩個人平時就常和袁老師一起侍弄那些盆盆缽缽,深知這項研究的意義。
聽到造反派要砸爛這些盆盆缽缽的風聲,兩人提前行動,前一天晚上就偷偷進了實驗園。想要保住所有的實驗苗是不可能的,造反派一旦發(fā)現(xiàn)這些盆盆缽缽不見了,更會下力氣尋找,一旦被發(fā)現(xiàn)就是滅頂之災(zāi)。兩個人很有“策略”地只偷出了三盆,而且根據(jù)袁老師平時對這項研究的介紹,他們把水稻雄性不育三種類型的實驗苗各選了一盆。
隨后,國家科委的公函被發(fā)現(xiàn),袁隆平幸運地躲過一劫,而且“因禍得福”。水稻雄性不育研究被湖南省科委列入省級科研項目,每年能得到600元的科研經(jīng)費。
尹華奇、李必湖兩人是“社來社去”的學生,這一年面臨畢業(yè)。所謂“社來社去”,是安江農(nóng)校曾經(jīng)特招的農(nóng)民學員,他們畢業(yè)時要“哪個公社來,回哪個公社去”。而袁隆平看中了這兩個在關(guān)鍵時刻保住水稻雄性不育株“血脈”的弟子,留他們做了自己的助手。
一切似乎變得“順風順水”了。到1968年,那三盆在臭水溝中躲過一劫的雄性不育秧苗,經(jīng)過幾次繁育,已經(jīng)發(fā)展到可以插滿兩分試驗田了。但就在這時,水稻雄性不育研究卻遭到了更為嚴重的一次打擊。
5月19日一早,袁隆平師生三人像往常一樣去實驗田里觀察禾苗長勢。然而他們看到的,是一片被踐踏得狼藉滿地的爛泥塘。昨天傍晚還好端端的實驗田,一夜之間,禾苗被拔得精光,不知去向。
李必湖形容當時的心情,就像“五雷轟頂”。這個明顯的人為破壞幾乎斷送了全部的研究成果。他們翻遍了實驗田,才找到了5株被掩埋在爛泥中的殘存禾苗。
這次秧苗被毀后來被稱作“5·18事件”,是雜交水稻研究過程中遭受的最大打擊。然而這次事件是何人所為?出于什么目的?至今仍是懸案。
“5·18事件”疑案未破,水稻雄性不育研究又遭遇到被中斷的危險。
6月份,袁隆平接到安江農(nóng)校委派的新任務(wù),去一百多公里外的一座煤礦“宣傳毛澤東思想”,接受勞動鍛煉。隨后,水稻雄性不育研究小組的科研經(jīng)費被取消,尹華奇和李必湖的微薄工資被停發(fā),實驗實際上被中止了。
尹華奇給記者回憶說,那時候他們兩個人真是到了四面楚歌的境地。調(diào)走了袁老師,他們搞不成研究;停發(fā)了工資,他們連吃飯都成問題。又委屈又氣憤,讓這兩個人做出了大膽的決定——給國家科委、湖南省科委、農(nóng)業(yè)廳發(fā)電報、寫信,越級告狀。
“我們兩個都是貧下中農(nóng)出身,又年輕氣盛,再加上被逼得沒辦法,什么顧忌也不講了。”尹華奇說。
不久,國家科委和湖南省科委、農(nóng)業(yè)廳聯(lián)合派人趕到了安江農(nóng)校,找尹華奇、李必湖了解情況。
尹華奇說:“當時我們自己吃飯都成問題了,怎么招待上級的領(lǐng)導?我們倆湊了一塊錢,買了幾個西瓜,可西瓜不能當飯啊。李必湖就一挽袖子,跟我說‘抓田雞去’。”
好在兩個人都是農(nóng)村長大的,不多時就在田里抓了幾十只青蛙,湊了一盤菜。守著一盤炒田雞,尹華奇和李必湖把滿腹的委屈向有關(guān)領(lǐng)導說了一夜。
一個多月后,袁隆平被從煤礦調(diào)回,帶著兩個學生借調(diào)到湖南省農(nóng)科院。水稻雄性不育科研課題從安江農(nóng)校收上來,交給湖南省農(nóng)科院主管。同時從有關(guān)單位抽調(diào)業(yè)務(wù)骨干,充實到科研協(xié)作組,以求加快科研進度。
近乎絕境時,雜交水稻研究柳暗花明。
5、愉快的南繁
遭遇兩次毀苗、毀秧的打擊之后,數(shù)年的雜交成果幾乎喪失殆盡。袁隆平急切地需要加快研究速度,搶回時間。
1968年的冬季,袁隆平一行三人第一次來到了海南島最南端的三亞。水稻的生長期是100天左右。在湖南,一年只能種一到兩季。到了海南島,則可以在冬天多繁殖出一代稻子。
海南島南部地區(qū)全年高溫多雨,日照充足,熱量豐富,是培育農(nóng)作物新品種和加代繁殖、引種繁殖的天然基地。最早發(fā)現(xiàn)這塊寶地的是四川省農(nóng)科院,1962年他們首次在海南島崖城良種場冬繁玉米獲得成功,引起了農(nóng)業(yè)科學工作者的興趣和國家的重視。
國家南繁育種基地辦公室常務(wù)副主任林永平說:“在上世紀六七十年代,那些用鐮刀鋤頭在海南島開展南繁的農(nóng)業(yè)科技工作者,很多都成為了現(xiàn)在各領(lǐng)域的泰斗級專家。袁隆平自不必說,還有中國‘半矮稈水稻之父’、中國工程院院士張啟發(fā),中國‘轉(zhuǎn)基因抗蟲棉’創(chuàng)始人、棉花育種專家郭三堆,玉米育種專家李登海,西瓜育種專家、中國工程院院士吳明珠……數(shù)不過來!”
而南繁培育出的優(yōu)良品種更是不勝枚舉。幾乎我們現(xiàn)在吃到的所有糧食、蔬菜、水果,都經(jīng)過了在海南南繁選育。
南繁是艱辛的。那時海南島還隸屬于廣東省,三亞這個今天的旅游勝地也不叫三亞,它還只是中國最南端的一個小縣,叫崖縣,遠沒有今日之繁華,甚至在當時,也算得上中國最貧窮落后的地區(qū)之一。
袁隆平這些北來的農(nóng)業(yè)科技工作者,多數(shù)都沒有固定的基地,只是租用當?shù)厣a(chǎn)隊或是農(nóng)場的土地。更別提他們自己的住所了。
李必湖回憶,如果是在農(nóng)場就比較幸運,可以借宿會議室或是倉庫打地鋪,如果在生產(chǎn)隊,他們的住宿就慘了,往往要住在窩棚之中,自己砍幾片巨大的棕櫚葉子就當床了。
三亞的一年四季都是酷夏,“頭上烈日曬,地上濕氣蒸。”李必湖說,“在太陽底下站上三分鐘,準能把人烤出一身大汗。正午時分,一天最熱的時候,恰好是農(nóng)作物揚花授粉的最佳時期。那時候的南繁隊員都有被熱暈的經(jīng)歷。”
不過,在他和尹華奇的回憶中,南繁更是一段自由快樂的時光。
在水稻生長的100多天里,除了播種、授粉和收獲,多數(shù)的日子是不算繁忙的,有大把的空閑時間。袁隆平就會恢復他“孩子王”的本色,帶著自己的助手下海游泳,上樹摘椰子,下象棋,打撲克。有時,還會邀上相近的其他南繁小組來場比賽。“袁老師的游泳和象棋,那是打遍崖縣無敵手。”李必湖笑著說。
更為難得的是,天涯海角之地的崖縣,給了他們一個遠離世事的世外桃源。
席卷全國的“文革”中,崖縣也并非凈土一塊。尹華奇說,他們第一次找到的是個農(nóng)場。剛剛住下,正趕上兩派“武斗”,“乖乖,連機關(guān)槍都用上了,嚇得我們連夜轉(zhuǎn)移。”
但“文革”中當?shù)氐母髋闪α浚紝@些候鳥一樣的外來戶沒有要求。他們當真成了自由自在的“逍遙派”,可以專心致志地搞他們的南繁。
除了適宜的氣候和自由的空間,海南島豐富的天然基因庫也給各種作物的南繁提供了獨特條件。大自然就給雜交水稻準備了一份特殊而珍貴的禮物。
6、“野敗”定音
這份禮物,就是“野敗”。
由于“野敗”的發(fā)現(xiàn),雜交水稻研究獲得了突破性的進展。但后來很多人聽音辨字,把“野敗”傳成了“野稗”。在雜交水稻研究成功后,報道此事的報紙都接到過讀者的來電來信,反映“野敗”是個錯別字,這其實是個誤讀。
李必湖給記者解釋說:“‘野稗’是一種稻田中常有的雜草,而我們的‘野敗’是一種野生稻,全稱叫野生雄性敗育稻。”
“野敗”的發(fā)現(xiàn)者就是李必湖。機遇再一次眷顧了有準備的頭腦。
談到發(fā)現(xiàn)“野敗”的功績,袁隆平對記者說:“有人講李必湖發(fā)現(xiàn)‘野敗’是靠運氣,這話不對。一是李必湖是有心人,當時就是在找野生稻。二是他有這方面的專業(yè)知識。當時全國研究水稻雄性不育性時間比較長的就是我們?nèi)齻€,這個寶貝只要觸到我們手里就能一眼認出。別的人即使身在寶山也不見得識寶。”
李必湖則告訴記者,他當時不但是在找野生稻,而且找的就是野生的雄性不育稻,這也是根據(jù)袁老師的安排。
在“野敗”之前,袁隆平師生三人已經(jīng)進行了6年的水稻雄性不育性研究。6年來,他們先后用1000多個品種的水稻,與最初找到的不育株及其后代進行了3000多次的測定和回交實驗。實驗最好的結(jié)果是后代產(chǎn)生了70%的雄性不育株率,但他們需要的,是一個能使后代保持100%不育株率的理想組合。
幾年來的實驗都在栽培水稻的圈子里進行,從地理環(huán)境到生物學特性,親緣關(guān)系比較近,袁隆平意識到這可能就是實驗沒有突破的癥結(jié)。“我們不能在一棵樹上吊死,要盡可能地進行遠緣雜交。”利用野生雄性不育株就是他的設(shè)想之一。
1969年,他們把產(chǎn)自云南的野生稻種子帶回湖南種植,但因為氣候和地理條件的變化,這些野生稻沒有開花,實驗自然無法進行。
1970年9月,師生三人再一次來到海南島南紅農(nóng)場進行南繁,李必湖就常向人打聽當?shù)厥欠裼幸吧尽=Y(jié)果卻無人知曉。
其實,海南島一帶的野生稻資源十分豐富,但當?shù)厝艘暺錇殡s草,土名“假禾”。李必湖的湘西口音和當?shù)氐幕浾Z交流,本來就像“雞同鴨講”,更何況野生稻和假禾這兩個不搭界的稱呼。
直到有一天,南紅農(nóng)場的技術(shù)員馮克珊來到他們的駐地閑聊。李必湖又打聽起野生稻來。沒想到馮克珊聽了連連說:“野生稻嘛,我們這里有的,好找好找。”
1970年11月23日的上午,馮克珊趕著牛車,把李必湖載到南紅農(nóng)場中間的一塊沼澤地。叢生的雜草之中,成片的野生稻正在揚花吐蕊。
只用了20分鐘,李必湖就在野生稻中發(fā)現(xiàn)了三個不育稻穗。它們花藥細瘦,色澤淺黃,雄蕊不開裂散粉。這是典型的敗育型雄性不育。
三個稻穗同屬一株。李必湖小心翼翼地把這株野生稻連根帶泥挖了出來,用衣服包著捧回試驗田。
此時,袁隆平正在從北京返回海南的路上。多年研究始終沒有突破,袁隆平心底也很焦急。南繁的秧苗插下后,他就帶著多年得到的數(shù)據(jù)到北京向中國農(nóng)科院的專家求教。
結(jié)果那一次北京之行,讓袁隆平更生緊迫感。在中國農(nóng)業(yè)大學圖書館的一本外文雜志上,他看到了一條震驚不已的消息:日本研究者于1968年完成了雜交水稻的“三系”配套。但由于雜交一代的優(yōu)勢不明顯,遲遲不能投入生產(chǎn)。
袁隆平帶著焦慮的心情回到了南紅農(nóng)場,剛一進門,卻得到了李必湖送上的大驚喜。他顧不上休息,直接趕到試驗田去看望那株野生雄性不育稻。
仔仔細細地觀察了一番,袁隆平忽然一拍李必湖的后背:“高級,高級啊!”
“高級”是指材料高級,袁隆平已經(jīng)意識到這是一個絕好的雄性不育材料。“三系”配套中至關(guān)重要的不育系就要靠它打開突破口。
“野敗”讓袁隆平的“三系”配套一錘定音。
時至今日,雜交水稻的品種已經(jīng)數(shù)不勝數(shù),但每個品種的植株里,都蘊含著這株“野敗”的基因。
7、增草不增谷?
還在“野敗”發(fā)現(xiàn)前不久,1970年6月,當時的湖南省革委會在常德召開了“湖南省農(nóng)業(yè)學大寨科技經(jīng)驗交流會”。懷化地區(qū)送去參展的就是“雜交水稻雄性不育研究”。
這次展覽,讓項目負責人袁隆平心懷忐忑。研究已經(jīng)進行了6年,除了《科學通報》上發(fā)表的那篇論文,可以說還沒有成果。數(shù)千次的雜交試驗,結(jié)果都不理想,產(chǎn)生的只是越來越多的待解謎團。他能有什么經(jīng)驗?zāi)贸鋈ソ涣髂兀?/span>
也正因于此,“水稻雜交無優(yōu)勢”的論斷越來越被人們相信,對袁隆平的質(zhì)疑不絕于耳。
沒想到,那次會上,時任湖南省革委會代主任的華國鋒把袁隆平請上主席臺就座和發(fā)言,公開表示了對雜交水稻研究的支持。
會后,華國鋒還專門找袁隆平談話,鼓勵他說:周恩來總理經(jīng)常過問雜交水稻科研的事,希望能夠繼續(xù)研究下去。要將水稻雄性不育系的材料拿到群眾中去搞,廣泛發(fā)動群眾性科研力量,合力把它搞成功。另一方面,華國鋒向湖南省有關(guān)部門吹風,要求他們對雜交水稻研究大力支持。
1971年初,國家科委和農(nóng)業(yè)部決定組織雜交水稻的全國性協(xié)作攻關(guān),列為全國重點科研項目。袁隆平的研究升級成為了國家行動。
這一年早春3月,來自全國18個省市的水稻育種專業(yè)人員齊聚海南南紅農(nóng)場。從第一株“野敗”分蘗扦插得來的46株野生雄性不育稻,此時正在南紅農(nóng)場張開了它們病態(tài)的稻花,通過雜交,結(jié)出了第一代的“野敗”種子。袁隆平將這200多粒種子無償貢獻出來,形成了雜交水稻“三系”配套的大會戰(zhàn)。
100多名科研工作者用分到手中的“野敗”種子,與全國各地的上千個稻谷品種進行了上萬個組合的回交轉(zhuǎn)育。很快,捷報頻傳,“三系”中的不育系和保持系,在湖南、江西、福建等地分別通過不同品種育成。
1973年春,袁隆平又率先找到了一批優(yōu)勢明顯的恢復系。這年10月,在蘇州召開的全國水稻科研會上,袁隆平宣告了我國雜交水稻“三系”配套基本成功。
這時,又發(fā)生了一個雜交水稻“增草不增谷”的插曲。原來,袁隆平的助手羅孝和,在湖南省農(nóng)科院的試驗田里試種了四分地的雜交一代水稻。禾苗的長勢非常旺盛,羅孝和得意地逢人就說,這會是一片超父本、超母本、超對照品種的“三超稻”。
結(jié)果到收獲時一統(tǒng)計,稻谷的產(chǎn)量只有二三百斤,和普通水稻沒什么分別,倒是稻草增產(chǎn)了近七成。
羅孝和被湖南省農(nóng)科院軍代表叫去狠批了一通,而且諷刺說:“雜交水稻搞來搞去,增產(chǎn)的原來是草。可惜人不是牛!”
袁隆平卻從這里看出了更大的希望。稻草的增產(chǎn)恰恰證明了雜交水稻的優(yōu)勢,沒有增產(chǎn)稻谷,只是恢復系的選擇并不正確。他給軍代表立下軍令狀:一年之內(nèi),拿出高產(chǎn)雜交水稻。
到此時,袁隆平已經(jīng)建立起雜交水稻的全部技術(shù)規(guī)程,他有這個自信。
第二年春,袁隆平把他在海南育成的第一個雜交水稻品種播種在安江農(nóng)校的試驗田里。這個中國雜交水稻研究的肇始之地,又成了雜交水稻的強大增產(chǎn)優(yōu)勢的見證地。那一畝試驗田產(chǎn)量高達628公斤,幾乎超過了常規(guī)水稻的一倍。
8、奇稻綠神州
在科技成果的推廣史上,雜交水稻的推廣速度和廣度在中國乃至世界上都是史無前例的。
1975年10月,在長沙召開了全國雜交水稻第四次科研協(xié)作會,雜交水稻的增產(chǎn)效果已經(jīng)擺在眼前。湖南省農(nóng)科院提出了要在全國大面積推廣雜交水稻種植。
那時,湖南、廣西等10多個省、市、自治區(qū)種植雜交水稻有4000多畝。但這樣的面積已經(jīng)讓雜交稻種供應(yīng)不上。要大面積推廣雜交水稻,必須有足夠的雜交稻種作保證。
在“文革”尚未結(jié)束的特定歷史條件下,如果沒有中央的重視和支持,在全國大面積推廣的想法是不可能實現(xiàn)的。12月中旬,主管雜交水稻研究的湖南省農(nóng)科院副院長陳洪新進京找農(nóng)業(yè)部領(lǐng)導匯報。結(jié)果在農(nóng)業(yè)部招待所住了三天,等到的回答都是“領(lǐng)導很忙,請等候”。
陳洪新心急如焚。見不到農(nóng)業(yè)部領(lǐng)導,他干脆直接上報國務(wù)院。陳洪新是一位經(jīng)歷過抗日戰(zhàn)爭和解放戰(zhàn)爭的“南下”干部,曾任郴州地委書記。“文革”中受沖擊,降職到當時的農(nóng)科院任用。憑著自己和時任國務(wù)院第一副總理華國鋒的戰(zhàn)友、同事關(guān)系,陳洪新寫了一封滿滿四頁的匯報信,信封上寫明“華國鋒同志親收”,寄了出去。
兩天后,國務(wù)院辦公廳的電話打到了招待所陳洪新的房間:下午三點華副總理聽匯報。當天下午,一輛小車把陳洪新接進了中南海。
聽完匯報,華國鋒當即拍板:第一,中央拿出150萬元人民幣支持雜交水稻推廣,給廣東購買15部解放牌汽車,裝備一個車隊,運輸“南繁”種子;第二,由農(nóng)業(yè)部主持立即在廣州召開南方13省(區(qū))雜交水稻生產(chǎn)會議,部署加速推廣雜交水稻。
這一年冬,數(shù)以萬計的制種大軍云集海南,發(fā)動人海戰(zhàn)術(shù)大規(guī)模南繁制種,雜交水稻制種面積達3.3萬畝。
第二年,雜交水稻綠遍神州。全國推廣雜交水稻208萬畝,增產(chǎn)幅度普遍在20%以上。中國的糧食產(chǎn)量實現(xiàn)了一次飛躍。此時,據(jù)雜交水稻研究發(fā)端整整十年。
從1976年大面積推廣至今,我國累計推廣種植雜交水稻60億畝,累計增產(chǎn)6000億公斤,每年增產(chǎn)的稻谷可以養(yǎng)活7000萬人。
而時至今日,日本于1968年完成的雜交水稻“三系”配套也沒有應(yīng)用于生產(chǎn)。
同是雜交水稻“三系”配套,為什么日本沒有搞成高產(chǎn)雜交水稻?袁隆平在向記者解釋了地理、氣候、品種等等諸多方面的因素之后,看記者似懂非懂,他沉吟了一下說:“可能根本原因是,他們沒有過像我們那樣饑餓過。”
袁隆平對饑餓的記憶,來自1959年至1961年的三年困難時期。那是經(jīng)歷過那個時代的人的共同記憶。
轟轟烈烈的“大躍進”“浮夸風”之后,全國各地爭相放出的“高產(chǎn)衛(wèi)星”被現(xiàn)實輕易戳破,那些數(shù)字中高產(chǎn)的糧食只是不能充饑的畫餅。緊隨而來的三年自然災(zāi)害,更把全國帶入了難以承受的饑饉之中。
時隔50年,現(xiàn)在的袁隆平回憶當年時還說,那時候為了哄飽肚子,食堂都是做“雙蒸飯”,米少水多,剛吃完飯就餓了。為了能多吃一點,飯里放上糠,但粗纖維反而讓人消化得更快。那時的他,經(jīng)常餓得睡不著覺、走不動路,一生酷愛的游泳,也因為餓得沒有力氣而中斷了三年。
全永明是那時袁隆平任班主任的農(nóng)學20班班長,他回憶,那時候自己好像就沒有吃飽過,一天到晚都餓得心里慌慌的。一天,他到袁隆平的宿舍去請教問題,正趕上袁隆平和另外一位老師在“打牙祭”。
因為糧食供應(yīng)不上,安江農(nóng)校給部分學生放了長假,又給每位老師分了一小塊田,自己打理以補糧食定量的不足。正是青黃不接的時候,袁隆平把自己田里還未長成的蘿卜拔了,邀朋友“打牙祭”——清水煮蘿卜。
全永明趕得巧,被請上了桌。結(jié)果請教的問題忘到了腦后,他一個人就吃掉了一臉盆的煮蘿卜,吃得兩位老師目瞪口呆:“這伢仔真是餓得狠了。”
這三年中,袁隆平曾經(jīng)親眼看到5具倒斃路邊的餓殍。他說,那三年的饑餓讓他明白了“民以食為天”,刺激他下決心研究高產(chǎn)糧食作物育種。
他的夢想通過雜交水稻實現(xiàn)了,饑餓不再是中華民族的威脅。
在國家雜交水稻研究中心的大廳里,有這樣一幅壁畫,金燦燦、沉甸甸的稻穗垂著頭,圍攏著禾下的一位老人。這幅畫取材自袁隆平的一個夢。
“我夢見我們種的水稻,長得跟高粱一樣高,穗子像掃把那么長,顆粒像花生米,人能在稻穗下乘涼……”關(guān)于水稻的夢,他一做就是40多年。今天說起,年屆八旬的他依然激情滿懷。
當記者稱呼他“雜交水稻之父”時,袁隆平卻說:“我只是個領(lǐng)頭人,雜交水稻是全國科技工作者克服各種困難,共同搞成的。”
當記者像很多人一樣贊其偉大時,袁隆平又笑著說:“我又沒有尾巴,哪里‘尾大’。不過尾巴大了倒是好事,不會‘翹尾巴’,還是要踏踏實實到田里去。”
這位年屆八旬的老者,時至今日仍堅持每日下田,而且仍像候鳥一樣,每年還要到海南南繁。
“三系”配套法雜交水稻成功后,1995年,袁隆平主持的兩系法雜交水稻研究再獲成功,雜交水稻平均畝產(chǎn)再增10%。1997年,袁隆平再次發(fā)起研究超級雜交稻。
就在前幾天,袁隆平研究的“超級稻”平均畝產(chǎn)達到1149公斤,其中一塊最高產(chǎn)量達到1181公斤每畝,再次刷新了世界單產(chǎn)紀錄。
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來源:北京日報紀事微信公眾號 | 記者 董少東
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