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传奇经历篇——再创辉煌
谢长江 编著

  袁隆平开创的杂交水稻研究事业至今已历时36年。30多年来,袁隆平不迷信经典遗传理论“自花授粉作物没有杂种优势”的传统观念,坚持不断创新,既坚信“实践”的权威,又注重从实践中总结经验,使之升华为新的理论,用理论指导实践,使杂交水稻研究与应用始终遵循着“实践一认识一再实践一再认识”的认识路线往复循环,攀登着座座高峰,创造着辉煌业绩。

  “湖南杂交水稻研究中心”应运而生

   

  湖南是杂交水稻研究的发祥地,以1964年袁隆平在安江农校实习稻田中发现首株雄性不育株作为开端,他在首篇论文《水稻的雄性不孕性》中明确提出了培育水稻雄性不育系、保持系、恢复系,利用“三系”配套来利用水稻杂种优势,这一设想受到了当时有关领导的重视和支持,1967年湖南省将这项研究列入全省重点科研项目,1971年成立省协作研究组,由湖南省农科院负责主持全省的协作研究,袁隆平也随之由安江农校调省协作研究组工作。1972年,国家又将杂交水稻研究列为全国重点科研项目,由中国农科院与湖南省农科院负责,组织全国大协作,每年召开协作会议,总结交流经验,确定主攻目标,制订研究方案,完善和提高试验设计,使研究协作单位之间步调一致。在协作研究中,在技术上既有袁隆平这样的总设计师和攻关主将统领(后来被聘为全国杂交稻专家顾问组副组长),在行政上又有陈洪新(后来被聘为全国杂交稻专家顾问组组长)等一批领导骨干的热情参与和积极支持,在动乱的“文革”期间,艰难而又有效地发挥着社会主义大协作的优越性,大大加快了研究的进程。协作组各成员单位从品种资源到三系材料全部开放,相互提供各种材料与信息,毫不保留,互相支持,做到一处突破,四处开花结果。例如湖南安江农校雄性不育研究组李必湖等1970年11月在海南发现“野败”以后,袁隆平很快把这个珍贵材料分送给省内外10多个单位进行杂交试验,使这些单位在短期内培育出一批不育系和保持系,推动了全国杂交水稻研究的深入发展。1974年,湖南省农科院试种了袁隆平选育的我国第一个杂交水稻强优组合南优2号,袁隆平和当时的院领导敏锐地看到了杂交水稻蕴藏着巨大的增产潜力,提出了加速发展的建议方案,得到中共湖南省委、省政府的支持和批准,省政府立即拨款拨粮,1975年冬,组织制种大军赴海南,共制种2000公顷,袁隆平担任技术总顾问,第一次大面积制种获得成功,为在全国大面积示范推广提供了种子。从1976年开始,湖南省农业厅和地、县农业局分工负责杂交稻的推广工作,省、地、县三级层层成立了杂交水稻生产办公室,加强了具体的组织领导,对迅速发展湖南省的杂交水稻生产起了重大作用。参加协作研究的各大专院校、科研院所各学科之间,也明确分工,各有侧重,分别从不同方面做出了贡献。这样,全省形成了一个较完整的科研、推广体系,加速了科研成果的转化。1974年冬,湖南全省只有不育系种子16公斤,但到1976年春,不育系种子迅速繁殖到58万公斤,制种125万公斤,示范面积达8.67万公顷,无论是组合选育上,还是繁殖、制种面积和产量上,湖南在国内外均处领先地位。1976~1984年,全省累计推广杂交稻930万公顷,增产粮食70亿公斤,折合人民币15亿元,扣除科研投资和推广、生产成本费用等开支,净增收8亿元,投资效益为1:57。20多年来,湖南省的杂交水稻研究和推广应用,取得了蜚声国内外的重大成就。

  湖南省杂交水稻协作攻关的具体工作,当时是由湖南省农科院所辖的水稻研究所负责组织实施的。然而随着杂交水稻研究和推广应用事业的深入发展,这种组织机构的状况远远不能适应客观形势发展的需要,有必要尽快建立全国性的有权威的专门研究机构,来加强和协调杂交水稻的科学研究,保持我国在杂交水稻研究方面的国际领先地位,也为解决杂交水稻籼粳稻和早中晚组合配套以及三系选育、繁殖制种、栽培技术、基础理论研究等方面进一步充实提高的问题,在中央有关部门和省委、省政府的直接领导和大力支持下,耗资500万余元的科研大楼很快落成,由袁隆平研究员担任研究中心主任的“湖南杂交水稻研究中心”于1984年6月15日正式成立,省长刘正带领省直有关领导到会祝贺。它既是湖南省农科院的一个研究所,也是在杂交稻研究领域中最具权威、辐射全国乃至全世界的一个专门研究机构。由于袁隆平主任的正确领导和他在学术上的卓越贡献,湖南杂交水稻研究中心成立10多年来,主持全国和全省杂交水稻研究方面的重大课题,无论在三系、两系育种,一系无融合生殖探索,以及资源、品比区试、繁殖制种、栽培、基础理论研究等方面都取得了举世瞩目的成就,相应也培养了一批担负起这方面研究任务的高层次研究人员。10多年来,在湖南长沙举办了3期国际学术讨论会,举办了多期杂交水稻国际培训班,同时,派遣一批批专家赴美国、菲律宾、日本、印度、越南、缅甸等国指导和进行学术交流,正朝着原国际水稻研究所所长斯瓦米纳森博士所期望的“湖南杂交水稻研究中心成功地发展成为杂交水稻研究和培训的国际著名中心”的方向迈进。

  新的战略设想


  随着杂交稻的培育成功和在全国大面积推广,袁隆平名声大震。1978年2月,他被推选为全国人大代表,出席全国第五届人民代表大会;同年3月,出席全国科学大会,获杂交稻研究的项目奖和个人奖;10月,出席湖南省科学大会,获集体与个人发明奖;同年晋升为湖南省农科院研究员;1981年获国家特等发明奖(排名第一)……

  在成绩与荣誉面前怎么办?袁隆平是一位善于超脱的人,他善于从成绩与荣誉两大“包袱”中超脱出来。

  在庆祝杂交稻培育成功并在全国获得巨大经济效益的赞扬声中,是袁隆平第一个对杂交稻“一分为二”,在会议上公开声称现阶段培育的杂交稻也有缺点,他概括为“三个有余,三个不足”:即前劲有余,后劲不足;分蘖有余,成穗不足;穗大有余,结实不足。看到它的不足就是看到了它还蕴藏着巨大的增产潜力,并在尔后的科研实践中,组织助手和同行从育种与栽培两个方面,采取措施予以解决。

  到了80年代初期,面对世界性的饥荒,袁隆平心中再一次萌发一个惊人的设想,大胆地提出了杂交水稻超高产育种的课题,以解决更大范围内的饥饿问题。

  “面对当前世界性的粮食紧缺问题,要有什么样的新材料和新的育种方法,才能培育出符合超高产育种要求的新组合呢?”这是时刻使袁隆平思索着和苦恼着的问题。

  “三系”杂交稻“三系”配套的艰难历程,为他提供了取之不尽的思想营养、精神财富和宝贵经验。他想:自己当时对水稻“三系”的设想,也是符合科学的,但把设想变为现实,却这么艰难!前6年培育的南广粘不育材料,一直没有找到理想的保持系,而无法实现“三系”配套,使杂交稻研究处于徘徊不前的停滞状态;只有神奇的新的育种材料“野败”发现以后,才打开了突破口,出现了“柳暗花明又一村”的崭新局面,只用了短短3年时间,就实现了“三系”配套。这就充分证明:“一个正确的认识,往往需要经过由物质到精神,由精神到物质,即由实践到认识,由认识到实践这样多次的反复,才能够完成”。超高产杂交稻育种,也必然要经历反复实践探索的过程,有待今后科研实践的反复探索。

  袁隆平凭着丰富的想象、敏锐的直觉和大胆的创新精神,认真总结了国内外近100年来农作物育种的历史和“三系”杂交稻研究应用20多年来的丰富经验,特别是80年代以来,由于广亲和基因和光(温)敏核不育基因的相继发现和研究,为袁隆平孕育和形成新的战略设想奠定了基础。1986年他从育种材料与育种方法上进行创新思维,终于发表了《杂交水稻育种的战略设想》的重要论文(刊登在《杂交水稻》1987年第1期上)。这是杂交水稻育种的新的战略设想。论文高瞻远瞩地、大胆地、科学地把杂交水稻育种分为互相衔接的三个战略发展阶段,即由三系法为主的品种间杂种优势利用,发展到两系法为主的籼粳亚种间杂种优势利用,再到一系法为主的远缘杂种优势利用。

  袁隆平认为:当前我国生产上应用的三系法品种间杂交稻,其优势比常规稻品种增产20%左右,在生产上发挥了巨大的效益。三系法品种间杂交稻新组合,可以继续在生育期、米质、抗性等方面有所改良和提高,但从战略的观点看,由于品种间亲缘关系较近,其杂种优势是有限的。若依靠品种间杂交,想在现有基础上再取得产量上的突破,是很难办到的。杂交水稻大面积生产上的单产水平已经徘徊多年,就是证明。

  袁隆平认为,事物总是向前发展的,杂交水稻要有新发展,要想产量有新突破,在育种科研上必须要有新材料和新方法。这就必须冲破三系法品种间杂交的框框,向两系法亚种间杂交发展。籼稻、粳稻和爪哇稻是普通栽培稻的三个亚种。亚种间杂交,尤其是籼粳杂交,由于遗传差异大,具有很强的优势。直接利用亚种间杂种优势,是最有希望能在短期内取得成效的途径。80年代以来,由于广亲和基因和光(温)敏核不育基因的相继发现和研究,为两系法亚种间杂交稻培育成功,提供了绝妙的契机。利用广亲和基因,使籼粳杂交优势利用成为可能,它有效地解决了过去一直不能解决的籼粳杂交结实率低的问题;利用光(温)敏核不育材料培育成光(温)敏核不育系,可使杂交水稻由三系变成两系。更为重要的是将光(温)敏核不育基因和广亲和基因重组在一起,育成广亲和光(温)敏核不育系,从而配组自由,使选育强优组合的概率比三系法大大增加,并有利于解决籼粳杂交结实率低的问题。

  袁隆平认为:事物总是由简到繁,又由繁到简地向前发展的,杂交稻的发展也必然是这样。从方法上看,它是循着由纯系品种(一系法)向三系法,到两系法,最后又变为一系法的辩证规律发展的。若将杂交稻强优组合的优势固定下来,就可以免除年年制种,成为一系法杂交稻。

  袁隆平认为,固定杂种优势的途径,以培育水稻无融合生殖系最有前途。无融合生殖是以种子的形式进行无性生殖,它可以使世代更迭,但不改变基因,后代遗传结构与母本相同。因此通过这种生殖方式,可以将杂种一代的优势固定下来。同时利用无融合生殖,借助遗传工程,有可能培育出远缘杂交水稻,甚至属间杂交水稻。远缘杂交水稻有可能出现人们现在难以想象的强大优势。

  袁隆平对杂交水稻育种新的战略设想,通过多年来的实践检验,很快得到了国内外科学家的一致公认,并已成为我国杂交水稻育种界的指导思想,有人称之为“袁隆平思路”。1986年他主持的“两系法亚种间杂种优势利用”研究课题通过了国家“863”计划生物技术领域的论证,正式立项开展研究,袁隆平担任国家863-101-1专题责任专家。

  两系杂交水稻培育成功

   

  在袁隆平新的战略设想指引下,从1986年起,开始了两系杂交稻的研究,经历了不平凡的历程。

  1987年7月16日,在导师袁隆平的指导下,李必湖的助手邓华凤在安江农校籼稻三系育种材料中,找到1株光敏核不育水稻,历经两年3代异地繁殖和观察,该材料农艺性状整齐一致,不育度和不育株率都达到100%,不育期在安江稳定在50天以上,并且育性转换明显和同步。经湖南省科委1988年组织鉴定,正式命名为“安农S-1光敏不育系”。这一新成果为杂交稻从“三系法”过渡到“两系法”打开了新局面,为杂交稻研究提供了一个新的优良种质资源,标志着我国这一研究在国际上继续处于领先地位。

  科学实验当中,有时会遇到难以预料的情况和问题。1989年正当人们满怀信心期盼着两系杂交稻即将成功之时,偏偏在湖南长沙又遇上了该年7月底8月初的超常低温,使两系不育系出现育性波动(后来称之为“打摆子”),而造成制种风险大,无法应用于生产。当时部分科研人员有点悲观情绪。袁隆平却认为:科学实验中遇到不寻常低温,暴露了矛盾,这是好事,才好进一步研究技术策略,加以解决。如果1989年问题不暴露出来、,等到大面积制种失败,造成的损失就会更大。从这一年起,袁隆平和他的助手们对原来认定的光敏不育系有了更全面深刻的认识:对育性影响主要是温度,而不仅仅是光照。又经过1~2年的再探索,袁隆平根据湖南长沙近100年来的气象资料,提出了选育导致不育起点温度为24℃的不育系的技术路线,到1991年,他的助手罗孝和等选育的培矮64S,通过省级鉴定,该两用核不育系具有优质、多抗、高配合力、广亲和性等显著优点。它的育成,打破了粳型两用核不育系的地区局限性,又改变了当时籼型两用核不育系育性不稳的艰难局面,使之能在全国推广应用;同时从实践到理论的结合上证明袁隆平思路中以温度为主的温光互作型核不育系的实用价值。培矮64S的育成为籼型两系杂交稻的育成和推广打下了基础,也为两系亚种间杂种优势利用铺平了道路,已被全国10多个省(区)用来配制强优组合,现为全国应用面积最广的两用核不育系。而且很快选育出全国第一个通过省级审定的两系杂交稻先锋组合培两优特青。该组合高产、优质、多抗、适应性广,比同熟期三系杂交稻增产10%左右,即每667平方米增产50公斤以上,在试种示范中创造了中稻区试单产(631.8公斤/667平方米)、中稻单产(864.8公斤/667平方米)、一季加再生稻单产(1007.8公斤/667平方米)、长江流域双季连作晚稻单产(775.17公斤/667平方米)、全国一季单产(1140.85公斤/667平方米)5项最高纪录。培两优特青于1994年1月通过省级品种审定,1995年开始推广。推广到哪里,增产到哪里。据此,袁隆平院士在1995年秋季召开的全国两系杂交稻现场会议上宣告:我国两系杂交稻研究已获成功,正在广泛应用于生产。从1986年算起至1995年宣告成功,两系杂交稻和三系杂交稻相似,也历时10载。又一个不寻常的10年,饱含了袁隆平及其战友们的智慧、汗水和辛劳!

  两系杂交水稻的成功,被中国科学院、中国工程院院士评为1996年全国十大科技新闻,并位居榜首。

  随着两系杂交稻的推广应用,将产生巨大的经济效益和社会效益。

  袁隆平对杂交稻研究的前景充满必胜信心。1989年2月的一个夜晚,他做了一个美好的梦,梦见自己的战略设想变成了现实:在一个仲夏的傍晚,他习惯性地又一次来到安江农校的水田边散步,发现田里的稻子长得比高粱还高,谷穗比扫帚还长,谷粒像花生米那么大。因为天气炎热,他还躺在谷穗下乘凉呢!

  袁隆平是辩证唯物主义者,他从梦幻中回到了现实,面对当前杂交稻研究中的喜人前景,他高兴而自豪地说:“利用水稻亚种间杂交优势,是各国育种同仁梦寐以求的良好愿望。但过去,它只是水中的月亮,看得见,捞不到。现在我们已经将它变成水中的鱼了,连网也织好了,只是打捞起来的问题了!”

  这一段话,是袁隆平对当前杂交稻育种中找到了新的育种材料(广亲和基因与光温敏核不育基因)和新的育种方法(三系法变两系法再到一系法)的最形象、恰当的比喻。

  不难预料,在不久的将来,随着高新技术的发展,毛泽东同志生前所预见的“将来会出现从来没有被人们设想过的种种事业,几倍、十几倍以至几十倍于现在的农作物的高产量”会变为现实。

版权所有:湖南图书馆 2016年8月