超級(jí)雜交水稻： 跨越育種“禁區(qū)”，讓中國(guó)碗盛滿(mǎn)中國(guó)糧

中稻畝產(chǎn)900公斤、1000公斤、1100公斤，雙季稻畝產(chǎn)1500公斤……在以中國(guó)工程院院士袁隆平為首的科研人員不懈努力下，我國(guó)超級(jí)雜交水稻畝產(chǎn)產(chǎn)量，不斷跟自己的成績(jī)“PK”，一次次刷新著自己創(chuàng)下的世界紀(jì)錄，保障著國(guó)家糧食安全和百姓能吃飽飯的“安全感”。

2000年，2004年，2011年，2014年。

700公斤，800公斤，900公斤，1000公斤。

兩組對(duì)應(yīng)數(shù)字，一個(gè)攻關(guān)目標(biāo)。

1996年，我國(guó)啟動(dòng)“中國(guó)超級(jí)稻育種項(xiàng)目”。最初，計(jì)劃分兩期，到2000年、2005年，分別育成畝產(chǎn)可達(dá)700公斤和800公斤的水稻品種。

可“計(jì)劃”沒(méi)能趕上“變化”。超級(jí)雜交水稻的“故事”開(kāi)了個(gè)頭，就沒(méi)有結(jié)束。

中稻畝產(chǎn)900公斤、1000公斤、1100公斤，雙季稻畝產(chǎn)1500公斤……在以中國(guó)工程院院士袁隆平為首的科研人員不懈努力下，我國(guó)超級(jí)雜交水稻畝產(chǎn)產(chǎn)量，不斷跟自己的成績(jī)“PK”，一次次刷新著自己創(chuàng)下的世界紀(jì)錄，保障著國(guó)家糧食安全和百姓能吃飽飯的“安全感”。

今天的中國(guó)，真正意義上叫人刻骨銘心的“餓肚子”感受，已成為了不再可能的“體驗(yàn)”。歲月靜好的生活中，人們知否，中國(guó)科學(xué)家在人類(lèi)反饑餓史上奮斗的歷程？

這篇論文半個(gè)多世紀(jì)后仍光彩熠熠

“一株小小的水稻，解決了全中國(guó)乃至世界人民的吃飯問(wèn)題。開(kāi)啟我國(guó)水稻育種雜種優(yōu)勢(shì)利用序幕的，則是袁隆平先生1966年發(fā)表的一篇標(biāo)志性論文。”《科學(xué)通報(bào)》編審彭斌曾如此評(píng)價(jià)。

1966年2月28日，袁隆平一篇名為《水稻的雄性不孕性》的論文，發(fā)表在了《科學(xué)通報(bào)》中文版第17卷第4期。4月15日，經(jīng)《科學(xué)通報(bào)》編輯部摘譯的英文版，發(fā)表在其外文版第17卷第7期。

誰(shuí)也不曾想，這樣一篇挑戰(zhàn)經(jīng)典理論、“驚世駭俗”的論文，竟然直到今天，都被科研應(yīng)用證實(shí)著它的正確性。

這是一次對(duì)水稻育種“禁區(qū)”跨越的“預(yù)測(cè)”。有了它，才有了后來(lái)我國(guó)雜交水稻育種與產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，為我國(guó)乃至世界糧食安全作出了巨大貢獻(xiàn)。

“水稻具有雜種優(yōu)勢(shì)”“要利用水稻雜種優(yōu)勢(shì)，首推利用水稻的雄性不孕性”“通過(guò)進(jìn)一步選育，有望找到雄性不育系、保持系和恢復(fù)系，實(shí)現(xiàn)三系配套，使利用雜交水稻第一代優(yōu)勢(shì)成為可能，并將給水稻帶來(lái)大幅增產(chǎn)”，《水稻的雄性不孕性》一文中如此開(kāi)宗明義。

結(jié)論的背后，是袁隆平及若干水稻科研工作者的“初體驗(yàn)”。

“做系統(tǒng)選育，要選大穗子。每年水稻抽穗到成熟期間，我都去田里選種。”袁隆平曾這么回憶。1961年7月的一天，他發(fā)現(xiàn)了一株顆粒飽滿(mǎn)、有10多個(gè)8寸長(zhǎng)稻穗、長(zhǎng)勢(shì)猶如“瀑布”的稻株。因?yàn)樗?ldquo;鶴立雞群”，袁隆平自認(rèn)找到了“良種”。小心翼翼地做標(biāo)記、培育，他期待著自己的“寶貝疙瘩”，來(lái)年奉上畝產(chǎn)試驗(yàn)的大增收。

怎知第二年，他滿(mǎn)心期盼的“良種”，抽穗?yún)s參差不齊。

沮喪的袁隆平，獨(dú)自坐在田埂上，望著稻株發(fā)呆。期間，竟突然來(lái)了靈感：自花授粉的水稻，出現(xiàn)了雜種后代才有的“分離”現(xiàn)象，是否說(shuō)明自花授粉作物可能也有雜種優(yōu)勢(shì)？

想到這里，他趕緊記載和反復(fù)統(tǒng)計(jì)稻穗?yún)⒉畈积R的分離比例。3∶1！完全符合孟德?tīng)柗蛛x規(guī)律！袁隆平很興奮：他選到的“鶴立雞群”植株，確為天然雜交稻！水稻也確實(shí)存在雜種優(yōu)勢(shì)！

雜種優(yōu)勢(shì)，本是生物界普遍存在的現(xiàn)象。但根據(jù)遺傳學(xué)經(jīng)典理論及當(dāng)時(shí)國(guó)際上的普遍觀(guān)點(diǎn)，水稻作為花器很小的自花授粉作物，并無(wú)雜種優(yōu)勢(shì)。

可即便自己的結(jié)論與當(dāng)時(shí)的權(quán)威相悖，他依然堅(jiān)持著自己的想法。他和其他科研人員一起，每天風(fēng)吹日曬，在幾千、幾萬(wàn)株稻穗里“尋他千百度”。據(jù)記載，僅1964年、1965年，他們就檢查了幾十萬(wàn)株稻穗，并反復(fù)試驗(yàn)和積累，最終發(fā)表了世界雜交水稻歷史上，截至目前也熠熠生輝的論文《水稻的雄性不孕性》。

“這篇論文，是雜交水稻研究領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)性工作，指明了雜交水稻育種發(fā)展的戰(zhàn)略方向，對(duì)后來(lái)全國(guó)雜交水稻育種和發(fā)展的協(xié)作攻關(guān)，具有永恒的指導(dǎo)性。”中國(guó)水稻研究所所長(zhǎng)程式華說(shuō)。

1971年，我國(guó)科學(xué)家育成雄性不育系。1973年，我國(guó)科學(xué)家找到三系配套模式，成立了“全國(guó)雜交水稻研究協(xié)作組”。1976年，我國(guó)成功實(shí)現(xiàn)三系配套大規(guī)模制種。前后只有6年時(shí)間，這是讓人驚訝的中國(guó)速度。

1981年6月6日，因?yàn)檫@一杰出貢獻(xiàn)，新中國(guó)第一個(gè)特等發(fā)明獎(jiǎng)授予了全國(guó)秈型雜交水稻科研協(xié)作組。

事實(shí)上，受論文啟發(fā)，雜交水稻的研究也逐步在國(guó)外興起。1977年，國(guó)際水稻研究所啟動(dòng)雜交水稻研究項(xiàng)目；上世紀(jì)90年代初，項(xiàng)目擴(kuò)展到南亞、東南亞諸國(guó)；1991年，國(guó)際水稻所在菲律賓育成并釋放了首個(gè)國(guó)外的商業(yè)化雜交水稻品種……

他們的科研也曾遭遇“滅頂之災(zāi)”

“別看今天中國(guó)超級(jí)雜交水稻技術(shù)引人矚目，但攻關(guān)過(guò)程與其他科研一樣，也免不了‘挨打’‘走錯(cuò)路’。”湖南雜交水稻研究中心原黨委書(shū)記謝長(zhǎng)江，曾對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者這樣吐槽。

中國(guó)雜交水稻技術(shù)，在世界科技發(fā)展史上都是濃墨重彩的一筆。它也是保障國(guó)家糧食安全的“國(guó)寶”，解決十幾億人口吃飯問(wèn)題的“重器”。但雜交水稻技術(shù)的攻關(guān)之路，也并非“順風(fēng)順?biāo)?rdquo;。比如，三系法育種之后的兩系法攻關(guān)，就曾讓兩系雜交水稻技術(shù)研究差點(diǎn)被終止。

所謂兩系法雜交水稻育種技術(shù)，是建立在一種光溫敏雄性不育系基礎(chǔ)上的育種技術(shù)。與之前的三系法雜交水稻育種技術(shù)相比，作為“母親”的光溫敏不育系，同時(shí)充當(dāng)了不育系和保持系兩種角色。換言之，雜交水稻育種從“一妻兩夫”，發(fā)展成為了“一妻一夫”。

兩系法的科研地位幾何？2014年，北京人民大會(huì)堂，超級(jí)雜交水稻再一次獲頒“2013年度國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)”。獲獎(jiǎng)理由就是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)了“兩系法雜交水稻技術(shù)”。這也是直到現(xiàn)在，我國(guó)超級(jí)雜交水稻育種的常用技術(shù)之一。

就是這項(xiàng)有如此地位的成果，但卻在1989年“偶遇”盛夏低溫時(shí)，遭遇嚴(yán)重挫折，因而差點(diǎn)被全盤(pán)否定。

研究之初，科研人員對(duì)這位“母親”的育性轉(zhuǎn)換習(xí)性并未完全了解。直到1989年，我國(guó)盛夏一場(chǎng)罕見(jiàn)低溫的出現(xiàn)。

這場(chǎng)低溫中，“母親”表現(xiàn)得極為“心緒不寧”，在不育系和保持系角色間異常“切換”，最終導(dǎo)致當(dāng)年全國(guó)兩系法制種大面積失敗。一時(shí)間，科研界普遍“唱衰”兩系育種，研究甚至一度被國(guó)家和科研人員放棄。

袁隆平和科研人員咬牙頂著巨大壓力，尋找原因，調(diào)整選育不育系技術(shù)策略，最終發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致雄性不育的“臨界溫度點(diǎn)”，解決了不育系繁殖過(guò)程中的臨界溫度“漂移”等問(wèn)題。才有了后來(lái)，世界作物育種史上的這項(xiàng)育種技術(shù)的重大突破，也讓我國(guó)雜交水稻研究水平繼續(xù)領(lǐng)跑世界。

中國(guó)雜交水稻全球夢(mèng)“步步驚心”

1979年，袁隆平應(yīng)邀到菲律賓出席國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議作大會(huì)報(bào)告，這是我國(guó)首次將雜交水稻研究成果向國(guó)際社會(huì)公開(kāi)。此后，中國(guó)雜交水稻開(kāi)始走向世界。

沒(méi)有幾個(gè)人知道，中國(guó)雜交水稻走向國(guó)際的幕后，是怎樣的“步步驚心”。對(duì)此，袁隆平曾這樣回憶：“在緬甸中央農(nóng)業(yè)研究院的水稻實(shí)驗(yàn)室，我和我的學(xué)生在田里工作。因?yàn)榫挼槿诵欧鸩粴⑸锢锏教幎际茄坨R蛇。有次，從抽屜里冷不丁竄出8條小眼鏡蛇，至今我都心有余悸。在熱帶雨林里，我們還要與吸血的旱地螞蟥作斗爭(zhēng)……”

就是在這樣的境況下，若干年前，尼日利亞的水稻生長(zhǎng)黃金季，一群來(lái)自長(zhǎng)沙的稻作專(zhuān)家，打“飛的”到當(dāng)?shù)?，?shí)施萬(wàn)畝雜交水稻的規(guī)?；N植。最初，在當(dāng)?shù)剡x一塊能種上百畝稻田的“風(fēng)水寶地”，都能讓專(zhuān)家們前后忙碌一周多。現(xiàn)在的這里，已能種植出產(chǎn)量比當(dāng)?shù)仄贩N翻倍的超2萬(wàn)公頃的雜交水稻……

今天，從美國(guó)大農(nóng)場(chǎng)，到緬甸、菲律賓熱帶雨林；從印度高原，到非洲大草原……都有著中國(guó)雜交水稻的稻香。亞洲、非洲、“一帶一路”沿線(xiàn)，雜交水稻已在40多個(gè)國(guó)家成功示范，并在10多個(gè)國(guó)家大面積推廣。

如今，在每年的收獲時(shí)節(jié)，水稻育種專(zhuān)家們可以“喜看稻菽千重浪”，而袁隆平“禾下乘涼”的夢(mèng)想也成為了他們夢(mèng)寐以求的追尋。