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中国工程院院士颜龙安
杂交水稻研究的先行者
中国江西新闻网   2008-1-13 10:27:32   [ 浏览字号:   ]   投稿·热线
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  20世纪70年代,一场被誉为“第二次绿色革命”的风暴震撼世界:中国培育出杂交水稻,为中国乃至世界的粮食安全作出了重要贡献。

  这是一场可以与中国古代四大发明相媲美的农业技术革命!

  世界的水稻产量因此提高了20%,中国的水稻产量因此提高了50%。这场“绿色革命”的领军人物是享誉中外的“杂交水稻之父”袁隆平,而与他并肩作战,最早育成“野败”籼型不育系,实现杂交水稻三系配套的人,就是江西省农科院原院长,2007年年底新当选中国工程院院士的颜龙安。

颜龙安与研究员一起查看幼苗生长情况。(宗欢 摄)

  48粒种子,蕴藏着改写稻作史的能量

  水稻的杂种优势利用是将近半个世纪都无法破解的难题。为了实现让“人人吃饱饭”的理想,颜龙安和全国各地的水稻育种专家走到一起,立志攻下这个对全世界反饥饿具有战略意义的农业科研课题

  杂种优势是农作物一种重要的生物学现象,在20世纪世界育种史上,玉米、高粱等作物都通过杂交实现了高产优质,那么水稻是不是也能利用杂交优势,满足人类“吃得饱、吃得好”的目标?

  自1926年美国的琼斯首次发现雄性不育水稻,给水稻杂种优势利用带来曙光之后,各国的科学家孜孜以求地奋斗了近半个世纪,却屡屡碰壁。

  杂交水稻研究,是世界公认的农业科学领域的“哥德巴赫猜想”。

  以袁隆平为代表的中国水稻育种专家心系祖国,放眼全球,决心团结奋斗,攻克这个世界难题。

  水稻为雌雄同株的自花授粉作物,要想让水稻杂交,必须选育出一个自身雄花不育的品种,让雌花接受来自异株的花粉。1970年,袁隆平和他的学生李必湖在国内首次找到第一株天然雄性不育株(即“野败”)。此后的工作是把“野败”的不育基因转入栽培稻,进而育出生产上所需的不育系、保持系和恢复系,从而实现“三系”配套。

  “三系”配套,对于非作物遗传专业的人士来说,会感觉过于深奥。简单地说,不育系是农民常说的母禾,其雌蕊发育正常,雄蕊发育不正常,无花粉或花粉没有受精能力,自交不结实;保持系是正常的水稻品种,雌雄蕊发育都正常,自交正常结实,用它的花粉传到不育系雌蕊,可使不育系结实,并能保持其后代的雄性不育特性;恢复系是农民常说的公禾,其花粉传到不育系雌蕊结出的种子,不但能使杂种一代恢复可育,还能产生显著的杂种优势。

  “三系”中,不育系是水稻杂种优势利用的基础。从1971年2月开始,江西、湖南、广东、广西、福建等13个省(市、自治区)的50多名农业科技人员纷纷来到袁隆平的海南岛基地——南红农场跟班学习,参与全国水稻雄性不育系选育攻关。33岁的颜龙安就是其中的一员。

  萍乡作为我省乃至中国近代工业的发源地,粮食一直大量依靠调入,解决粮食自给,全市上下对杂交水稻寄予厚望。当时颜龙安在萍乡市农科所搞科研,因选育出该市首个矮秆品种而小有名气,组织上便派他与回乡知青文友生一起赴海南参与全国协作攻关。

  在南红农场得到珍贵的“野败”资源后,两位年轻人没有仓促上马,而是先着手精心选择栽培稻品种。为尽可能保证研究的全面、准确,他们在协作单位提供的亲本材料中,既选了籼稻,又选了粳稻品种,还兼顾了不同纬度,最后决定用7个品种与“野败”杂交。

  进行第一次杂交试验的那天,颜龙安和文友生从8时下田,在烈日下连续奋战7个小时,完成了300多朵颖花的异株授粉。一个月后,他们的收获是48粒种子。春暖花开的时候,他们怀揣着这48粒比金子还宝贵的种子,还有10万字的实验记录,回到萍乡。

  “珍汕97A”,杂交稻的“英雄母亲”

  “珍汕97A”的选育成功,敲开了我国杂交水稻“三系”配套的大门,也奠定了颜龙安在杂交水稻研究领域的先行者地位。1995年颜龙安访问国际水稻所时,副所长库希握着他的手说:“我以前不知道颜龙安,但早就知道‘珍汕97A’。”

  这些与“野败”杂交生出的后代,究竟是不育还是可育呢?这还是个谜!更艰苦的探索还在考验着他们。为了应付此后近乎大海捞针般的筛选,组织上把攻关组的人手由6人增加到12人。

  阳春三月,48粒种子带着科研人员的希望播下田,但四天过去了,没有动静;五天过去了,悄无声息;七天过去了,还是不见丝毫变化。颜龙安急得寝食难安,嘴角起泡。按常理这很有可能是种子烂了。第八天,他和助手李汝广来到试验田,怀着忐忑不安的心情从泥里找出一粒,捏了捏,还是硬的!这说明种子是好的。他们赶快一粒一粒小心翼翼地把其余47粒种子全部挖出来。他四处咨询,闭门思考,终于找到了问题的症结:带有野生亲缘的杂交后代种子可能休眠期较长。

  变温处理打破休眠期!当时没有恒温箱催芽,颜龙安的助手李汝广就向当地老农请教,用牛粪堆催芽,还是不行。最后他们只得用土办法:把种子一粒粒清洗干净,用湿润的药棉裹紧,再用塑料布包好,放进贴身的内衣口袋里。

  枕着科研人员的心跳声,48粒种子似乎读懂了人们的渴盼,7天7夜后齐刷刷地探出了脑袋。“全部发芽了!”颜龙安和同伴们激动得奔走相告。

  然而,像呵护襁褓中的婴儿一样,好不容易守到这些芽苗抽穗结实,颜龙安却发现这48个“孩子”高的高、矮的矮,参差不齐不说,“发育期”也有先有后。如何才能让杂交后代尽早稳定?要避免选育不育系的盲目性,必须先找理论依据。

  带着疑问,他在国内遍访名家,慕名去找华南农学院水稻专家张教授时,恰逢教授出差到广西、云南一带,他就一路从广西追到云南,从昆明跟到元江。颜龙安的求知精神深深打动了张教授,探讨问题,分析原因,颜龙安恍然大悟:要使杂交后代稳定快,在选育时务必选择穗型、粒型、株型都像父本的不育株进行回交。这大大缩小了选择范围。

  1972年冬,颜龙安选育的“珍汕97A”和“二九矮4号A”,经过南繁北育连续四代回交,不育株率达100%,不育度也在99.5%以上。我国首批“野败”不育细胞质的雄性不育系宣告选育成功。

  “珍汕97A”不育系的育成,在杂交水稻育种史上具有划时代的意义。以它为母本,配组出的后代中,不乏叱咤风云的“豪杰”。“汕优2号”是全国第一个大面积推广的杂交稻组合;而“汕优63”、“汕优10号”、“汕优64”一直是国家认定品种优劣的区试对照“标杆”。

  1980年,杂交水稻作为我国出口的第一项农业专利技术转让给美国,其中就包括颜龙安用“珍汕97A”选育的两个品种。

  历经35年的风雨考验,至今世界杂交水稻中还没有一个母本的贡献可与“珍汕97A”媲美,因为直到现在,她还在竭尽全力地为人类远离饥饿而“生儿育女”,是当之无愧的“英雄母亲”。

  “三系”配套,引发绿色革命

  这是一场你追我赶的赛跑,全国上万名育种人员研究着同一个课题。当时在全国大协作的背景下,资源共用、成果分享、信息互通。要想胜出,没有什么秘密武器,唯一的办法就是竭尽全力拼搏

  继江西之后,湖南、福建也宣告育出了不育系和保持系。但恢复系仍然没有找到,“三系”还无法配套。迈过这道坎,杂交水稻才算培育成功了。

  遗憾的是,不少国外的探索者已倒在了这道坎上。日本、美国、印度、前苏联等国选育出不育系,均因找不到能在生产上广泛适用的恢复系而使研究搁浅。

  有了前车之鉴,颜龙安和李汝广、文友生等人一起,兵分几路,到中国农科院、广东农科院、福建的外引试验场等地,广泛收集不同纬度、不同类型、不同生态环境的水稻品种,他们的目标是在最大范围内选择最优良的杂交后代。

  不育系资源是自己的,做杂交试验就可以撒下大网;不育系育成比全国协作单位早两个世代,寻找恢复系的时间相对更充裕,这令他们信心倍增。

  当时,全国杂交水稻大协作中,有1万多名育种人员在研究着同一个课题。颜龙安和他的同事争分夺秒,像一列全速前进的火车,朝着既定的方向疾驰。他们用自己育出的“珍汕97A”和“二九矮4号A”不育系,与593个来自中外的不同品种(株系)进行测交,试验的规模和繁琐、复杂程度在全国均属最大。

  一行行地扫视,一株株地观察,日复一日,禾苗开了花、结了实,他们也收获了巨大的成功:筛选出我国第一批强恢复系,宣告了杂交水稻“三系”配套成功。

  凡事都爱追根究底的颜龙安通过归纳分析,总结出“热带地区品种对‘野败’恢复的比例大,籼稻品种恢复较多”等规律,这些规律对恢复系的选育具有很好的指导作用。

  1973年冬,“珍汕97A”与来自菲律宾的IR24配组,地理远缘杂交育出了一个“超级宝宝”——“汕优2号”,这个优质、高产且适应力极强的组合,让千千万万的农民面对这一新生事物时消除了顾虑,争先恐后地改种杂交水稻。

  1974年,“汕优2号”在省内多点试验,收获的时候,许多农民都惊呆了:一季的产量相当于原来种两季!在鄱阳湖平原、赣南山区,在赣西的乡镇、赣东的村庄,丰收的农民敲锣打鼓、燃放鞭炮,他们欣喜地唱道:“杂交水稻就是好,穗大粒多产量高,抗病抗虫又抗倒,省工省种实惠多。”

  “汕优2号”不仅使江西成为全国杂交稻发展最快、种植面积最大的省份之一,还推广到全国13个省市,种植面积累计超过3亿亩。

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