又是一年金秋,又是一年豐收。豐收背后不僅有農(nóng)民“汗滴禾下土”的辛勤付出,也有科學(xué)家“上下而求索”的刻苦鉆研。
秈型雜交水稻研究成功50周年國際學(xué)術(shù)研討會(huì)近日在湖南長沙舉行。會(huì)上,中國科學(xué)院院士、水稻遺傳育種學(xué)家謝華安作了主題報(bào)告。50年來,全國科研工作者持續(xù)開展雜交水稻大協(xié)作,雜交水稻實(shí)現(xiàn)了數(shù)輪產(chǎn)量躍升,在國內(nèi)累計(jì)推廣面積達(dá)90億畝,累計(jì)增產(chǎn)稻谷超8000億公斤。
中國人的飯碗要牢牢端在自己手中,就必須把種子牢牢攥在自己手里。近日,科技日報(bào)記者專訪了謝華安,聽他講述“一粒種子”背后的故事。
雜交水稻研究成功有五點(diǎn)秘訣
記者:雜交水稻是怎樣“煉成”的,難點(diǎn)在哪?
謝華安:中國雜交水稻的研究事業(yè)是袁隆平先生帶領(lǐng)著中國科學(xué)家在我國優(yōu)越制度的支持下組織起來的。中國是世界上第一個(gè)將雜交水稻應(yīng)用于大面積生產(chǎn)的國家。二十世紀(jì)七十年代,在全國大協(xié)作的前提下,中國的雜交水稻研究成功。
1970年,我們的科學(xué)家在海南島南紅農(nóng)場的沼澤地里發(fā)現(xiàn)了一株敗育的野生稻。這一株野生稻成了研究雜交水稻的遺傳工具。
1976年,我國的雜交水稻開始進(jìn)入大面積推廣階段。雜交水稻大豐收解決了重要的吃飯問題。
雜交水稻研究最難的地方就在開始階段,科學(xué)家找不到不育特性的保持系。在找到野生稻的敗育株,并將其作為遺傳工具后,科學(xué)家將其不育的特性通過雜交保持下來,最終育成了中國早熟品種的保持系,并在此基礎(chǔ)上尋找恢復(fù)系。可以說,中國第一批用于生產(chǎn)的雜交水稻就是在這一株野敗的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。
總的來說,我國雜交水稻研究的成功有五點(diǎn)秘訣:科學(xué)的探索精神、愛國的奉獻(xiàn)精神、優(yōu)越的社會(huì)制度、找到了遺傳工具、開展了大協(xié)作。這些因素共同作用成就了雜交水稻。
記者:我國的雜交水稻發(fā)展到今天,在產(chǎn)量、質(zhì)量等方面發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)變?
謝華安:我國第一代雜交水稻的恢復(fù)系是用國際水稻研究所的“IR24”“IR26”育成的。此后,我國科學(xué)家利用自己育成的以“明恢63”“測64”“桂99”為代表的恢復(fù)系,配成了以“汕優(yōu)63”“威優(yōu)64”“汕優(yōu)桂99”為代表的中國第二代雜交水稻,第二代雜交水稻更抗病、更高產(chǎn)。
現(xiàn)代種業(yè)要實(shí)現(xiàn)“四性綜合育種”
記者:您在此前的采訪中表示,一個(gè)好品種可以造福千家萬戶。那么,這些年您培育了哪些水稻新品種,解決了水稻生產(chǎn)中的哪些問題?
謝華安:中國第二代雜交水稻的代表性品種“汕優(yōu)63”是我們團(tuán)隊(duì)育成的。“汕優(yōu)63”之所以成為第二代雜交水稻的代表性品種,有幾方面原因。從生產(chǎn)實(shí)際看,1986年到2001年的16年間,“汕優(yōu)63”一直是中國種植面積最大的水稻品種,年推廣面積最大超過1億畝。這一品種累計(jì)種植達(dá)10億畝,且這一紀(jì)錄至今未被其他品種打破,增產(chǎn)了700億公斤的糧食。“汕優(yōu)63”不僅產(chǎn)量高、抗病性強(qiáng),米質(zhì)也好,適應(yīng)性更廣,還是中國第一代優(yōu)質(zhì)米品種。因此,“汕優(yōu)63”成為我國中稻和晚稻的主栽品種。
二十世紀(jì)八九十年代,在早熟雜交稻研究方面,我們團(tuán)隊(duì)還育成了早熟恢復(fù)系“明恢77”。它配成的“汕優(yōu)77”“威優(yōu)77”雜交稻接替了此前的“威優(yōu)64”早熟雜交稻,成為我國早熟雜交稻中推廣面積最大的品種,取得了顯著的社會(huì)效益?!吧莾?yōu)77”年種植面積超過600萬畝,種植面積曾位居全國第五位。從此,我國雜交水稻的早熟、中晚熟品種形成了配套。
1996年,我們團(tuán)隊(duì)開始借助航天器把種子帶進(jìn)太空,利用高空的微重力、高真空、強(qiáng)輻射中子等特殊環(huán)境,使種子產(chǎn)生變異。上天的種子回到地面后,我們利用地面的選育種技術(shù),把好的變異選出來。航天育種會(huì)造成種子后代的各種變異,但符合要求的變異很少。變異大部分是變差的,我們要在其中找到好的變異,并把它固定下來??傊?,航天育種的目的就是利用太空環(huán)境創(chuàng)造變異,再通過人工選擇,實(shí)現(xiàn)豐產(chǎn)、早熟等目標(biāo)。
21世紀(jì)初,我們育成對野敗型不育系具有恢復(fù)力的“航1號”“航2號”,并配成了“Ⅱ優(yōu)航2號”等雜交稻,在當(dāng)時(shí)取得了高產(chǎn)。“Ⅱ優(yōu)航2號”雜交稻在當(dāng)時(shí)作為再生稻進(jìn)行種植,大大地提高了單位面積產(chǎn)量。再生稻第一季畝產(chǎn)在福建突破800公斤,再生季在福建取得了500多公斤的紀(jì)錄。
總的來說,我國自主選育的第二代雜交水稻不僅得到了大面積推廣,產(chǎn)量和質(zhì)量都得到了提升,早、中、晚熟的品種也形成了配套,基本上能夠滿足生產(chǎn)的要求,為糧食增產(chǎn)作出了很大的貢獻(xiàn)。
記者:在一代代農(nóng)業(yè)科學(xué)家的努力下,我國農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了“三步走”,從高產(chǎn)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展為功能農(nóng)業(yè)。在前不久的香山科學(xué)會(huì)議上,您也強(qiáng)調(diào)了育種在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的重要性。如今,我國糧食能基本實(shí)現(xiàn)自給,人們擺脫了貧窮與饑餓。您的雜交水稻育種研究目標(biāo)發(fā)生了怎樣的變化?
謝華安:進(jìn)入新時(shí)代,我們要通過發(fā)展現(xiàn)代種業(yè)來支持現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。今天的育種目標(biāo)是什么?是面向現(xiàn)代化、面向未來。
我認(rèn)為現(xiàn)代種業(yè)的目標(biāo)是育成豐產(chǎn)性、優(yōu)質(zhì)性、抗性和廣適應(yīng)性綜合在較高水平上的品種,要取得這“四性”的“最大公約數(shù)”,因此我提出了“四性綜合育種”。今天的育種要求更高,難度更大。面向未來,想要提高育種水平,就要綜合各個(gè)學(xué)科的優(yōu)勢,進(jìn)行協(xié)作創(chuàng)新。
“四性綜合育種”就像培養(yǎng)人、培養(yǎng)領(lǐng)軍人才一樣,一個(gè)領(lǐng)軍人才必須綜合方方面面的優(yōu)點(diǎn),育種也是同樣。這件事雖然難,但是一定要做??蒲腥藛T必須去攀登、去攻關(guān),要綜合各個(gè)學(xué)科的優(yōu)勢做前瞻性的研究,并且要挖掘優(yōu)良基因、組裝優(yōu)良基因。
不論是動(dòng)物、植物還是微生物,一個(gè)好品種都應(yīng)該把“四性”綜合在較高水平上,這樣的品種應(yīng)用于生產(chǎn)時(shí),產(chǎn)量、質(zhì)量、效益都會(huì)提高。
“四性”綜合體現(xiàn)的品種抗性和適應(yīng)性也比較強(qiáng),可以節(jié)約農(nóng)藥與化肥,使種植業(yè)更加綠色、環(huán)保、可持續(xù)??蒲腥藛T今后應(yīng)該對綠色、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)友好的產(chǎn)品給予較高的評價(jià)和更多的支持,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
想要減少餐桌污染,保證食品安全,育成好的品種是第一步。此外還應(yīng)該用配套的、綠色高效的栽培技術(shù)和機(jī)械化生產(chǎn)方式保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的提高,促進(jìn)綠色發(fā)展。
我們現(xiàn)在不能只求產(chǎn)量,應(yīng)該把質(zhì)量、抗性、適應(yīng)性都考慮在內(nèi)。在生產(chǎn)中不能用大肥、大水去爭絕對的高產(chǎn)量,而是要用可持續(xù)發(fā)展的眼光看農(nóng)業(yè)發(fā)展,為子孫后代負(fù)責(zé)。我們這幾代人不僅要利用土地,還要珍惜土地、愛護(hù)土地,并制訂“凈土計(jì)劃”。土壤不能污染,所以我提出要“保住干凈土,留給子孫耕。不敢拼命追高產(chǎn),拼命下肥下農(nóng)藥”。否則,我們的后代在被污染的土地上是種不出綠色產(chǎn)品的。
為大家吃飽、吃好、吃出健康而努力
記者:您進(jìn)入雜交水稻研究領(lǐng)域的初心是什么?從“吃不飽”的時(shí)代到成長為“超級稻”背后的“超級科學(xué)家”,您已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“讓大家都有一碗飯吃”的夢想。您還有什么新的愿望?
謝華安:我出生在農(nóng)村,從小在農(nóng)村長大。我看到過農(nóng)民一年到頭“臉朝黃土背朝天”,辛苦一年還吃不飽的經(jīng)歷。那時(shí)一到每年的四五月份,吃不飽的窮苦人家就到處借糧、買高價(jià)糧。我從小就餓著長大,懂得餓的滋味,懂得一碗飯是多么重要。所以小時(shí)候我想,有一碗飯吃多好啊。長大了我就想,大家都有一碗飯吃那多好啊。
正因?yàn)槲疫@個(gè)經(jīng)歷,我的理想就是“大家都有一碗飯吃”。幾十年來,我一直為此而奮斗。今天我們能夠吃飽飯了,我還要為大家能夠吃好飯、吃出健康而努力。
十多年前我設(shè)想,要育成耐儲(chǔ)存的品種。過去,稻谷進(jìn)倉超過兩三年就會(huì)陳化,這導(dǎo)致糧食損失和財(cái)政負(fù)擔(dān)很大。所以我想育成耐儲(chǔ)存的品種,在常溫之下稻谷進(jìn)倉兩三年,基本不陳化,以此減少糧食的損失,也為保持種子生命力作貢獻(xiàn)。我們團(tuán)隊(duì)最近育成了一個(gè)叫作“福香占”的耐儲(chǔ)存品種?,F(xiàn)在,這個(gè)品種已經(jīng)通過審定并投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn),還獲得了第三屆全國優(yōu)質(zhì)稻品種食味品質(zhì)鑒評(秈米)金獎(jiǎng)。
從“福香占”在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的表現(xiàn)來看,它不僅豐產(chǎn)、抗稻瘟病、耐儲(chǔ)存,而且米質(zhì)好、有香味、外觀漂亮、口感很好,一家煮飯,周邊都可以聞到香味。從營養(yǎng)成分來講,“福香占”的鐵含量較高,對貧血群體來說很有好處。今天我們提倡“大健康”,農(nóng)業(yè)也在向功能性農(nóng)業(yè)發(fā)展。我們不僅要讓大家吃飽,還要吃好、吃出健康,這就是我所希望的。
致青年科技人才
我希望年輕一代都要愛國、要為民,要有“為人民服務(wù)”的思想。年輕一代要有理想,要立志為國為民作貢獻(xiàn)。我希望青少年在校是個(gè)好學(xué)生,到社會(huì)上是一個(gè)好青年。在工作崗位上,首先要想著為社會(huì)多作一點(diǎn)貢獻(xiàn)。大家都要成為一顆優(yōu)良的種子,無論種在哪里,都會(huì)長成一朵美麗的花,長成一棵參天大樹,做社會(huì)的棟梁,為社會(huì)進(jìn)步作貢獻(xiàn)。
——謝華安
(科技日報(bào)實(shí)習(xí)記者 駱香茹)