今天小編分享的科學經驗:雜交水稻之父們(三),歡迎閱讀。
作者:奶樹
編輯:蝌蚪、AI 工具
對于絕大多數人來說," 雜交水稻 " 算不上陌生,而其背後的 " 雜交水稻之父 " ——袁隆平,也是家喻戶曉。但在 " 雜交水稻 " 的研究發展過程中,還有不少沒那麼耀眼,卻也濃墨重彩的名字值得被了解和記住。
在上一期故事的結尾,時間定格在 1986 年,57 歲的袁隆平意氣風發地站在,首屆雜交水稻國際學術讨論會的演講台上,三系水稻的研究成果得到全世界的矚目。然而,在今天的故事裡,我們要把時間線往前倒一倒,回到袁隆平團隊剛剛發現雄性不育系水稻 " 野敗 " 的那個時刻。
在上期我們介紹過," 三系法 " 水稻包括不育系、保持系和恢復系,這些水稻的選育培育過程需要大量的研究和栽培。因此,我們這一期就聚焦那些在 " 野敗 " 以後,其它同樣重要的水稻種系和它們的發現 / 發明者們。
袁隆平先生發現的第一株雄性不育野敗是前所未有的,但并非後無來者。後來出現了十幾種雄性不育系水稻,其中同樣重要的一種,是 1972 年利用海南的紅芒野生稻和江西的蓮塘水稻雜交培育出來的" 紅蓮型 " 不育系。
而發明這種不育系的,是來自武漢大學的朱英國先生。
朱英國先生(左一)
朱英國,1939 年出生于大别山山區的一個貧苦山村。在那個抗日戰争時期,吃不飽飯是家常便飯,他的童年充滿了艱辛。這讓他深深體會到讓大家吃飽肚子的重要性。
1959 年,朱英國走出大山,報考了武漢大學植物遺傳系。1964 年,當袁隆平開始尋找不育系水稻時,朱英國留校工作,開始了自己的水稻研究事業。1971 年,全國水稻研究者都意識到加快研究進度的重要性,海南島成為了繁育效率更高的地方。那時,袁隆平的工作也逐漸被大家所知。
朱英國和同事們在 11 月帶着 1000 多袋種子前往海南島種植繁殖,随後在 4 月轉戰湖北,9 月秋天再去廣西南寧。他後來調侃自己是" 水稻候鳥 ",每年都在中國南方随着水稻成熟繁殖的時節四處奔波。這也是當時一大批水稻研究者的真實寫照,幾乎每一位水稻研究者都自稱是 " 水稻候鳥 "。
70-80 年代在武漢大學試驗田裡的朱英國
在這段時間裡,他們完成了繼袁隆平的 " 野敗 " 之後的,又一個雄性不育系—— " 紅蓮 "。
在這裡,我們想補充一點,不同的不育系水稻之間,沒有哪個品系更好的說法。之所以要開發更多的不育系,是因為和其搭配的保持系和恢復系并不容易找到。雖然我們現在知道了水稻不育現象背後是一些特定基因導致的,但在當時,基本上只能依靠經驗來做判斷。例如," 野敗 " 和 "ABC" 水稻可以組合,但 "DEF" 水稻就不能配合,然而紅蓮可能可以與 "CDE" 水稻配合。這就是開發新不育系的意義,即給雜交水稻帶來更多可能性。
同時,豐富的水稻品系也能讓不同地區都有适合種植的雜交水稻。後來,紅蓮系雜交水稻得到了大力推廣,累計種植超過一億畝。此後,朱英國團隊還進一步培育出了 " 馬協 " 型不育系,這是馬尾粘野生稻和協青早選水稻的後代。同時,他們後來也弄清楚了紅蓮系的分子機制。
此外,我們還可以快速回顧一下不育系水稻的歷史中其他幾個重要的名字。
1965 年,在袁隆平剛發現雜交水稻不育,但文章還未發表的時候,雲南農業大學的李峥友先生也在雲南高原發現了雄性不育的水稻,并在随後的幾年裡培育出了滇型不育系。
1972 年,與朱英國同期,四川農業大學的周開達,利用西非的水稻品種甘比亞卡,培育出了岡型不育系。
通過這些時間點,大家可以了解到,他們的貢獻實際上是與袁隆平同時、且獨立的,也可以說是齊頭并進了。而不育系的發展如此繁榮,三系水稻理論整體的培育和優化也得跟上。
在海南發現野敗并初步培育之後,1971 年全國 19 個省的科學家們前來學習,共同開展了水稻的三系育種項目,其中好幾位可以稱得上是袁隆平三系水稻理論的發揚光大者;最具代表性的,是當時 34 歲的江西人顏龍安和 31 歲的福建人謝華安。
顏龍安于 1937 年出生在江西萍鄉,童年時期經歷了抗日戰争、山區農村的艱苦生活、戰亂飢荒等各種苦頭。當然,這些情況可以算是當時的農業科學家的 " 共同點 " 了。
顏龍安先生
1962 年,顏龍安從江西農學院畢業後,主動申請在農業局工作。1971 年,他與全國其他代表一起參與雜交水稻的協作突破瓶頸,并在海南學習期間見識到了袁隆平的 " 野敗 "。拿到 " 野敗 " 後,顏龍安和他的同事進行了各種雜交實驗。雖然 " 野敗 " 發現後,大家并不确定它是否能穩定不育,但每個人都在嘗試。
1972 年,顏龍安團隊成功研發出野敗的後代珍汕 97A,這是後來使用最多的不育系品種,幾乎全中國一半的雜交水稻都來自珍汕 97A。
因此,顏龍安被譽為" 雜交水稻之母 "。
這裡稱之為 " 之母 " 并非出于性别,原因之一是袁隆平先生是雜交水稻之父,另一方面是雄性不育系水稻,實際上是雜交水稻的母本。因此,他開發的珍汕 97A,才是真正所謂的雜交水稻之母。
而另一位人物,謝華安先生,1941 年出生于福建龍岩,1964 年從福建龍岩農業學校畢業,之後也逐漸開始接觸水稻培育。1972 年,随着全國雜交水稻研究熱潮的興起,他來到了海南。他的研究方向是三系水稻中的恢復系,經過八年的反復試驗,終于在 1980 年培育出了後來大多數雜交水稻的父親,提供雄花的" 明恢 63"恢復系水稻。
從 20 世紀 80 年代到 21 世紀,全國将近一半的雜交水稻的父親都是明恢 63。後來,謝華安将明恢 63 與顏龍安的珍汕 97A 相結合,培育出了汕優 63 系,這是雜交水稻中的佼佼者,從 1986 年到 2001 年,汕優 63 都是全國種植最多的水稻品種,幾乎在全國各地都占據了主導地位。
朱英國、袁隆平與謝華安(左 1-3)一起視察紅蓮型水稻
在三系水稻的培育方面,除了他倆,還有來自廣西的李丁民先生選育了強恢復系,來自福建的楊聚寶先生在 1975 年開創了早期第一代的雜交水稻,來自安徽的吳讓祥先生開發了雜交水稻保持系等等。
來自全國 19 個省份的 50 多位科學家,帶着野敗的星星之火,前往了全國各地,這星星之火可以形成燎原之勢。
說完不同品系,咱們再來聊聊口感和味道。
此前在丁穎先生的故事裡,我們提了一嘴水稻的兩種主要分類:籼稻和粳稻。籼稻通常被稱為南方大米,其形狀較長,而粳稻則是圓形的北方大米,這也是這兩種水稻的主要種植區網域。
盡管我們并不過多讨論哪種大米更好吃,但之前的研究故事都是在籼稻上開展的,這主要是因為雜交水稻的研究最早在南方進行,而且粳稻的雜交培育也相對困難。
不過,這個觀點是袁隆平提出的,當時北方的一位專家對此表示反對。當時有一種說法叫 " 南袁北楊 ",有點類似于武林争霸," 袁 " 指的是袁隆平,而這位 " 楊 ",名叫楊振玉。
楊振玉先生
楊振玉,1927 年出生于江西豐城,這個被譽為 " 雜交水稻之父 " 的故鄉,也孕育了袁隆平、顏龍安等傑出人物。然而,楊振玉的青年時期與上述幾位略有不同。
1949 年,他考入上海復旦大學法學院,但學習過程中,他深感 " 魯迅先生 " 的話 " 學法救不了中國人 ",于是毅然轉專業至農學院。
随後朝鮮戰争爆發,楊振玉積極響應号召,參軍加入中國空軍,實現了袁隆平未能實現的夢想,從華東奔赴鴨綠江,參加戰鬥。戰争結束後,他再次在東北考入沈陽農業大學,重新學習農學。此後,他在遼寧省農科院水稻研究所工作了一輩子。
早在 1971 年前後,楊振玉得知袁隆平正在研究雜交水稻,他主動提出:不僅南方的籼稻可以雜交,北方的粳稻也應該能夠雜交。
然而,粳稻的雜交難度更高,尤其是尋找袁隆平理論中,三系裡的恢復系在粳稻中的基因型難以尋覓。楊振玉的解決方案是利用不同品種的籼稻與粳稻雜交,通過 " 搭橋 " 的方式,嘗試将籼稻中恢復不育的基因一步步轉移到粳稻中,經過不斷嘗試,1973 年,當袁隆平宣布籼稻的三系配套完成後,僅隔一年,楊振玉的粳稻三系雜交系統也宣告完成。
在未來的二十多年裡,楊振玉如同候鳥一般,每年都在沈陽和三亞之間穿梭,成為水稻之父中飛行距離最長的一位。
雖然前面提到過 " 南袁北楊 ",但他和袁隆平的關系其實更像是 " 君子之交,和而不同 ",兩位學者之間的友誼深厚,盡管他們在籼稻雜交優勢還是粳稻生產效率哪個更大這個問題上存在分歧,但兩人的目标其實是一致的。
袁隆平(左一)與楊振玉(左二)在水稻田合影
這三條支線故事,只是眾多雜交水稻研究的冰山一角,近百位科學家在七十年代初期,一起協力完成的三系雜交水稻研究。當時國内的大環境并不明朗,我們之前提到袁隆平的水稻田就曾遭到暗中破壞,其他地區的科學家可能也面臨類似困境。
1978 年,四人幫被粉碎。随即國家召開的第一屆全國科學大會,鄧小平在大會上提出了的 " 知識分子是工人階級的一份子 ",為科技工作者們正名。大會上表彰了 1192 名全國各界的科研代表,頒發了全國科學大會獎。當時眾多獲獎人中,就有雜交水稻之父袁隆平,同樣還有我們剛剛提到過的朱英國、李峥友、周開達、顏龍安、楊振玉等人。
另外,我們還想補充一點,上述提到的這些為雜交水稻做出貢獻的前輩們,如朱英國先生在 17 年去世,李铮友先生在 18 年去世,楊振玉先生在 22 年去世。我翻閱了很多在他們去世後的新聞報道,才找到這些資料。
甚至現在,他們的名字都鮮為人知。
既然三系水稻理論被不斷優化和發展,雜交水稻的推廣和生產步入正軌,袁隆平和各位水稻工作者的任務就結束了嗎?
答案當然是沒有。袁隆平深知,要實現他的 " 禾下乘涼夢 ",雜交水稻研究還有很長的路要走,至于具體是如何實現、都有誰參與,就放在下一篇、也是我們《雜交水稻之父們》最後一篇裡給大家來講了。
當然,如果你想提前了解後續的故事和細節,也歡迎在各個主流中文博客平台以及蘋果 Podcast 中,找到我們的播客平台 kiwiFM,收聽完整的音頻節目,可能比文字更加有趣和生動。
部分參考資料:
● 《袁隆平口述自傳》袁隆平口述,辛業芸整理
● 《夢園大地——袁隆平傳》姚昆侖
● 《改變世界的一粒種子:記雜交水稻之父袁隆平》
● 維基百科相關詞條
● 雜交水稻研究 50 年 . 朱英國 . 科學通報
● 奮鬥到最後一息的朱英國院士 . 武漢大學報社
● 将熱血灑在豐收的土地上 . 李途遙
● 謝華安院士:我的畢生目标是讓大家吃得好 . 劉曉宇
● 95 歲雜交稻奠基人走了," 南袁北楊 " 俱往矣 . 環球人物網