提起湖南,人們總會想到「魚米之鄉」的美譽。然而,人們還清楚地記得,1976年三系雜交水稻推廣前,具有同樣地理氣候優勢的湖南,水稻畝產僅僅300公斤;30年後,畝產800公斤的超級稻,已遍布三湘四水……
2008年10月,超級雜交稻在示範區躍上畝產900公斤大關,「雜交水稻之父」袁隆平笑的格外燦爛。
說起雜交稻的演變過程,袁隆平打了一個形象的比喻:「三系法像包辦婚姻,兩系法像自由戀愛,超級稻有點兒像獨身主義」。
然而,從「三系法」到「兩系法」再到「超級稻」,從畝產400公斤到600公斤再到900公斤,這位貌似農民而內心卻燃燒著如火激情的科學家,探索的腳步從來就沒有停止過……
播下夢想
1960年,袁隆平在湖南省安江農校當一名普通教師。
這年盛夏,中國大地,正橫卷著一場時達3年的饑饉。天災人禍面前,學農出身,拿著工資、守著農業試驗田的袁隆平,同樣吃不飽肚子。
說起研究雜交稻的初衷,袁隆平說:「上世紀60年代,我在湖南省安江農校當教師時,曾親眼看見過5個餓殍,兩人倒在橋下,兩人倒在田裡,一人倒在路旁。我當時夢見我們種的水稻,長得跟高粱一樣高,穗子像掃把那麼長,顆粒像花生米那麼大,我和助手們就坐在稻穗下面乘涼……」
飢餓讓袁隆平對水稻充滿了遐想,但是教過遺傳育種、作物栽培的袁隆平,深知按照傳統經典理論,水稻沒有雜交優勢,因為它是自花授粉作物,一株水稻只要一開花,雄花自然就會給同株上同時開放的雌蕊柱頭授粉。
難道,水稻真的不能雜交?
衝出「無性」
偶然的發現挑戰傳統的經典理論。1960年7月,在安江農校實習農場早稻試驗田裡,袁隆平偶然發現一株水稻植株與眾不同。懷著好奇的心理,第二年春天,他把收穫的這株植株的種子播到試驗田裡。結果證明,上年發現的那棵「鶴立雞群」的稻株,是地地道道的「天然雜交稻」。袁隆平欣喜若狂,既然自然界存在「天然雜交稻」,那說明水稻和其他異花授粉作物一樣,也具有雜種優勢!袁隆平當即決定跳出「無性雜交」學說的束縛,著手進行水稻有性雜交試驗。
想起年輕時的那股幹勁,時至今日,袁隆平仍然感慨不已。
然而,要找到「天然雄性不育株」卻非易事。在水稻開花季節裡,他和助手們每天頭頂烈日,腳踩爛泥,低頭彎腰,在稻田裡尋尋覓覓。1964年7月,袁隆平和助手終於在稻田裡驚喜地尋找到了6株天然雄性不育植株。然而,從1964年發現「天然雄性不育株」算起,袁隆平和助手們整整花了6年時間,先後用1000多個品種,做了3000多個雜交組合後,仍然沒有培育出不育株率和不育度都達到100%%的不育系。
難道是技術路線有問題?或是根本就不可能達到?猛地,他心裡一亮:如果跳出常規稻的小圈子,重新選用親本材料,利用遠緣的野生稻與常規稻雜交,那結果又將如何呢?
攻克「三系」
1970年11月23日,袁隆平和助手在海南的普通野生稻群落中,找到一株雄花敗育株,發現其對野敗不育株有保持能力。袁隆平如獲至寶,因為這對培育水稻不育系和隨後的三系配套來說,無疑找到了突破口。
1972年,袁隆平與同事們一起率先育成我國第一個實用水稻雄性不育系及保持系「二九南1號」;1973年,協作組通過測交找到水稻雄性不育恢復系,至此,三系配套難關全部攻克,一舉奠定雜交稻從理論到現實的基礎。
隨著雜交水稻「優勢關」「制種關」的相繼攻克,袁隆平培育雜交水稻的夢想離現實愈來愈近:1974年育成第一個強優勢組合「南優2號」;1975年研究出一整套生產雜交種子的制種技術;1976年開始,三系雜交稻開始在全國大面積推廣,比常規稻平均每畝增產20%%左右。
袁隆平和他的雜交水稻震驚了全世界。
奪取「兩系」
三系雜交水稻的成功,舉世歡呼。袁隆平沒有驕傲,更沒有止步,他感到三系法雖然大幅度增產,但也存在著配組不自由、種子生產環節多、複雜等不足,他決心開展新的攻關,提出了育種方法從三系向兩系再向一系邁進的戰略設想。1987年,兩系法研究被列為國家863計劃項目,袁隆平出任責任專家,領導全國16個單位開展協作攻關。
任何研究的突破,總是一波三折,兩系法的研究同樣如此。1989年夏,氣溫遭遇了歷史上不同尋常的連續低溫,這對兩系法在田間的實驗,是一個致命打擊,因為兩系法雜交水稻對溫度特敏感。此時,袁隆平沉著冷靜,查找資料,分析問題,仔細思考,終於撥開雲霧,提出了解決辦法。1995年,兩系法雜交水稻大面積生產應用,到2000年全國累計推廣面積達5000萬畝,平均產量比三系增長5%%-10%%,續寫了「東方魔稻」的新篇章。
拿下「超級稻」
當全國農業界還在為兩系法興奮不已之時,袁隆平又提出了更高的奮鬥目標———研究超級雜交稻,這是水稻育種的「第三次革命」。1996年,我國啟動了「中國超級稻研究計劃」。
為全面開展超級雜交稻研究,在分子層面探索超級稻秘密,2000年5月,科學家宣布,中國超級雜交水稻基因組計劃啟動。2002年4月4日,中國科學院和美國《科學》雜誌在京聯合舉行通報會宣布,中國科學家獨立自主成功繪製出水稻基因組圖譜。「水稻圖譜的繪製,是所有參與者通力協作、盡力拼搏、嘔心瀝血的結晶。」現在說起「水稻圖譜的成功繪製」,作為超級雜交稻基因組計劃的「領軍人物」,華大基因研究中心主任楊煥明仍然強調這一點。
經過5年攻關,2000年,超級雜交稻達到農業部制定的第一期目標,實現百畝示範片畝產700公斤以上;2004年,實現百畝示範片畝產800公斤的第二期目標;百畝示範片畝產900公斤的第三期目標也將在2010年提前實現。
今天,中國雜交水稻走出國門,正為全球特別是發展中國家的缺糧問題發揮作用。至今,已有東南亞、南亞、南美、非洲等40多個國家和地區研究或引種,種植面積達150萬公頃,增產效益十分顯著,被世界譽為「中國第五大發明」。
袁隆平不僅時刻守望著國人的「飯碗」,世界人民的「飯碗」也裝進了袁隆平的心中。
掂著沉甸甸的稻穗,細說著水稻從三繫到兩系再到超級稻的蟬變,袁隆平坦言,改革開放30年,是雜交水稻在中國乃至世界最快速發展的時期。
改革開放30年,不僅是雜交水稻發展的最快時期,也是我國農業科技自主創新、成就斐然的時期。矮敗小麥技術體系突破育種「瓶頸」,轉基因抗蟲三系雜交棉取得重大突破,雜交大豆研究取得重大進展,遙感等現代信息技術在農業生產中發揮作用……科技創新,促進了農業生產力的發展,保障了我國的糧食安全,必將在中華歷史上寫下了輝煌的一頁。
■延伸閱讀
兩次挫折
成功與失敗總是相伴的,袁隆平也不例外。正當不育材料秧苗研究搞得如火如荼時,一場突如其來的「變故」給袁隆平心愛的水稻雄性不育試驗「當頭一棒」:幾年積累下來的700多株珍貴不育材料秧苗,一夜之間被人全部拔除毀壞。
時隔30多年後,袁隆平仍清楚地記得那一天。
很多人認為,這下袁隆平該死心了。令人意料不到的是,在泥田裡呆坐了許久後,袁隆平想通了:重新再來。
1973年,袁隆平開始進行雜交水稻大田生產試驗。看著試驗田比周圍水稻植株高出一大截,袁隆平心裡格外高興,似乎看到了雜交稻增產的絕對優勢。然而,1個月過後,他的算盤再次落空了,試驗田水稻「只長草,不結谷」。一些同行送來了冷嘲熱諷:「可惜人不吃草,要是人吃草,雜交水稻的優勢就太可觀了!」
面對這種質疑,袁隆平顯現出從未有過的自信。他不厭其煩地給出科學解釋:「從表面上看,試驗是失敗了,但從本質上看,試驗是成功的。」
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