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袁隆平一生致力于杂交水稻技术的研究,对于世界粮食有巨大的意义

2021-05-28 16:02

北京晚报

“求索大地有丰产,追梦人间无饥荒。”5月22日13时07分,杂交水稻研究的开创者、“杂交水稻之父”、中国工程院院士、“共和国勋章”获得者袁隆平病逝,享年91岁。袁隆平一生致力于杂交水稻技术的研究、应用与推广,为中国粮食安全、农业科学发展和世界粮食供给做出巨大贡献。


袁隆平 资料图,新华社供图

本报特约科普作家李维阳撰文,向大众介绍袁隆平是如何培育杂交水稻的?为什么杂交水稻对于世界粮食有巨大的意义?

我第一次听到“袁隆平”这个名字,是在语文课上,有这么一篇课文《杂交水稻之父——袁隆平》。当时的我,并不了解这几个字蕴含的意义,只是在傻傻地想:一个人怎么能做稻子的爸爸呢?直到我长大了才深刻地认识到了杂交水稻之父的含义,以及他为我们的国家乃至全人类做出的巨大贡献。

那么,袁隆平一生的贡献是什么?什么是杂交水稻?杂交水稻是怎么培育出来的?为什么杂交水稻对于世界粮食有巨大的意义?

所谓作物杂交,是不同品种的农作物,通过授粉等手段繁育,从而能够得到更为优秀的后代,在农业中,往往通过杂交让农作物产量更高、更抗病虫害、口味更好等等,在十九世纪后半叶人们就发现了玉米杂交能够产生更优秀的后代。

袁先生1953年大学毕业被分配到了湖南怀化安江农校,成为了一名教师。当时世界三大主粮中除了水稻,玉米和小麦都已经实现了产业化杂交优势品种,袁先生虽然身处山村,环境艰苦,但依然在科研的道路上探索前行。

当时很多国家和科研机构都在做水稻杂交的项目,但全都失败了,这时似乎得出了几个结论:水稻杂交不大可能成功,水稻等自花授粉植物没有杂交优势。

那什么是自花授粉植物呢?水稻的同一朵花中雄蕊的花粉可以给雌蕊授粉,产生后代,这种特征被称为“自花授粉”。而如果想做出准确的杂交,就必须使用特定的花粉给特定的雌蕊授粉,而水稻自花授粉的特性对于杂交来说是十分不利的,因为水稻花非常小,同一朵花上的花粉很容易就会落到自己的雌蕊上,导致不能控制授粉,所以科研者们都不约而同地想到了雄蕊不能产生花粉的植株,也就是雄性不孕株。

袁先生从1964年开始了寻找雄性不孕的水稻植株,1966年发表了著名的论文《水稻的雄性不孕性》。寻找雄性不孕的植株,说起来很容易,但实际操作却犹如海底捞针。稻花可能大多数人都没见过,你就想大米粒那么大个体积上,有雄蕊、雌蕊和子房等器官,雄蕊比针尖大不了多少,而雄性不孕的雄蕊,花药不开裂,你可以想象顶着大太阳在一片稻田里拿着放大镜挨个找雄蕊花药不开裂的稻子,是多么难的一件事儿。而且雄性不孕的植株极为稀有,在1.4万株水稻中只能找到了几株雄性不孕株。

那么杂交水稻仅用这几株雄性不孕的个体就能搞出来了吗?答案是不能。有一个农作物杂交理论被称为“三系法”通过对于不孕系、保持系与恢复系,用于配套不育系的育种。简单地说,不孕系,也就是雄性不孕的水稻,可以通过与其他水稻授粉产生杂交种子;保持系是通过多重手段选育而来的,与不孕系授粉以后的第二代仍然不孕的水稻;恢复系是通过与不孕系授粉之后,产生的种子雄蕊可以恢复正常,产生花粉的水稻。通过与恢复系杂交之后,如果产生了有明显优势的后代,那么就可以说是一个成功的杂交。

描述这一段过程,我只用了不到230个字,只要两三分钟就能读完,看上去很简单,但想把这件事儿搞成功就没这么简单了。

日本的一个科研团体在1968年完成了杂交水稻的三系配套,但他们结论是成本高、生产复杂而且杂交个体没有太大优势,自然而然这个项目也就被放弃了。

虽然日本人没搞出来,但袁隆平先生并没有放弃,他在中国上千个水稻品种中寻找可以作为保持系的稻种,进行了3000多次试验,这一搞就是将近8年,然而可惜的是,试验全部失败了。

但袁隆平先生并未气馁,这时他开始换一个思路,寻找野生的雄性不孕株水稻作为不孕系,进行杂交试验。在一块农田里1万多株水稻才找到几株雄性不孕株,在野外找雄性不孕株水稻的难度无异于登天。通过几年的寻找,袁隆平先生团队成员李必湖、冯克珊,在海南发现了一株野生的雄性不孕株水稻,将其作为不孕系,并命名为“野败”。随后袁先生与全国几十个科研单位使用野败与上千个品种的水稻进行杂交,在1973年才找到了IR24这个品种的水稻作为恢复系。而到了1975年,才获得了如南优2号、灿优2号等具有明显杂交优势的几个水稻新品种。这当中是无数次伴随着艰辛与汗水的、不断重复的失败的实验。

此后,中国水稻的亩产量和质量逐年不断地提高,我国也成了当之无愧的世界水稻强国。

众所周知,我国领土面积虽大,但适于农耕的土地较少,只占当时世界耕地面积的7%不到,而我国的人口却占世界人口20%以上,而亩产更高的水稻品种出现,极大地缓解了我国粮食压力,让我们能用不到7%的土地养活超过20%的人口,不得不说这是一个奇迹。

我国人民吃饱了,但其他落后的国家地区还有人在饿肚子。此后,袁隆平先生及其团队的其他专家前往南亚、东南亚和非洲等广大地区对当地农民进行技术指导,并且把种子赠送给这些国家,极大地提高了我国在国际上的声望和地位。

袁隆平先生对于我国农业的贡献不仅仅在杂交水稻上,李必湖、罗孝和、周坤炉等一大批专家都曾经跟随袁先生研究杂交水稻,可以说在农业科研上,袁先生桃李满天下。

之后,袁隆平先生等人完成了两系法杂交水稻技术、超级稻等工程,让水稻亩年产量超过1000公斤。

袁隆平先生的贡献是伟大的,共和国也授予了袁先生最高的荣誉,在2019年9月17日,经国家领导人签署主席令,授予袁隆平先生“共和国勋章”。

在我国一穷二白的时候,有无数科研工作者都在为我国走向富强而付出辛勤的汗水,他们每一位为共和国做出过卓越贡献的人,都是我们的英雄,袁隆平先生只是共和国千千万万人民英雄中的一员,而真正能给他们研究和发现提供安定环境进行和坚强后盾的是共和国。

袁隆平先生走了,但继承先生志向的无数科研工作者一定会在袁先生为我们开拓的科研之路上栉风沐雨,砥砺前行。

(原标题:袁隆平与杂交水稻)

来源:北京晚报 作者:李维阳

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