又是一年金秋,又是一年豐收。豐收背后不僅有農民“汗滴禾下土”的辛勤付出,也有科學家“上下而求索”的刻苦鉆研。
秈型雜交水稻研究成功50周年國際學術研討會近日在湖南長沙舉行。會上,中國科學院院士、水稻遺傳育種學家謝華安作了主題報告。50年來,全國科研工作者持續(xù)開展雜交水稻大協(xié)作,雜交水稻實現(xiàn)了數(shù)輪產量躍升,在國內累計推廣面積達90億畝,累計增產稻谷超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秘訣
記者:雜交水稻是怎樣“煉成”的,難點在哪?
謝華安:中國雜交水稻的研究事業(yè)是袁隆平先生帶領著中國科學家在我國優(yōu)越制度的支持下組織起來的。中國是世界上第一個將雜交水稻應用于大面積生產的國家。二十世紀七十年代,在全國大協(xié)作的前提下,中國的雜交水稻研究成功。
1970年,我們的科學家在海南島南紅農場的沼澤地里發(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,并在此基礎上尋找恢復系??梢哉f,中國第一批用于生產的雜交水稻就是在這一株野敗的基礎上發(fā)展起來的。
總的來說,我國雜交水稻研究的成功有五點秘訣:科學的探索精神、愛國的奉獻精神、優(yōu)越的社會制度、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,在產量、質量等方面發(fā)生了哪些轉變?
謝華安:我國第一代雜交水稻的恢復系是用國際水稻研究所的“IR24”“IR26”育成的。此后,我國科學家利用自己育成的以“明恢63”“測64”“桂99”為代表的恢復系,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。
現(xiàn)代種業(yè)要實現(xiàn)“四性綜合育種”
記者:您在此前的采訪中表示,一個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”是我們團隊育成的。“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。從生產實際看,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。這一品種累計種植達10億畝,且這一紀錄至今未被其他品種打破,增產了700億公斤的糧食。“汕優(yōu)63”不僅產量高、抗病性強,米質也好,適應性更廣,還是中國第一代優(yōu)質米品種。因此,“汕優(yōu)63”成為我國中稻和晚稻的主栽品種。
二十世紀八九十年代,在早熟雜交稻研究方面,我們團隊還育成了早熟恢復系“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,取得了顯著的社會效益。“汕優(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,我們團隊開始借助航天器把種子帶進太空,利用高空的微重力、高真空、強輻射中子等特殊環(huán)境,使種子產生變異。上天的種子回到地面后,我們利用地面的選育種技術,把好的變異選出來。航天育種會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??傊教煊N的目的就是利用太空環(huán)境創(chuàng)造變異,再通過人工選擇,實現(xiàn)豐產、早熟等目標。
21世紀初,我們育成對野敗型不育系具有恢復力的“航1號”“航2號”,并配成了“Ⅱ優(yōu)航2號”等雜交稻,在當時取得了高產?!阿騼?yōu)航2號”雜交稻在當時作為再生稻進行種植,大大地提高了單位面積產量。再生稻第一季畝產在福建突破800公斤,再生季在福建取得了500多公斤的紀錄。
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,產量和質量都得到了提升,早、中、晚熟的品種也形成了配套,基本上能夠滿足生產的要求,為糧食增產作出了很大的貢獻。
記者:在一代代農業(yè)科學家的努力下,我國農業(yè)經歷了“三步走”,從高產農業(yè)、綠色農業(yè)發(fā)展為功能農業(yè)。在前不久的香山科學會議上,您也強調了育種在農業(yè)發(fā)展中的重要性。如今,我國糧食能基本實現(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發(fā)生了怎樣的變化?
謝華安:進入新時代,我們要通過發(fā)展現(xiàn)代種業(yè)來支持現(xiàn)代農業(yè)。今天的育種目標是什么?是面向現(xiàn)代化、面向未來。
我認為現(xiàn)代種業(yè)的目標是育成豐產性、優(yōu)質性、抗性和廣適應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,就要綜合各個學科的優(yōu)勢,進行協(xié)作創(chuàng)新。
“四性綜合育種”就像培養(yǎng)人、培養(yǎng)領軍人才一樣,一個領軍人才必須綜合方方面面的優(yōu)點,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,要綜合各個學科的優(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。
不論是動物、植物還是微生物,一個好品種都應該把“四性”綜合在較高水平上,這樣的品種應用于生產時,產量、質量、效益都會提高。
“四性”綜合體現(xiàn)的品種抗性和適應性也比較強,可以節(jié)約農藥與化肥,使種植業(yè)更加綠色、環(huán)保、可持續(xù)。科研人員今后應該對綠色、優(yōu)質、生態(tài)友好的產品給予較高的評價和更多的支持,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。
想要減少餐桌污染,保證食品安全,育成好的品種是第一步。此外還應該用配套的、綠色高效的栽培技術和機械化生產方式保證農業(yè)生產效益的提高,促進綠色發(fā)展。
我們現(xiàn)在不能只求產量,應該把質量、抗性、適應性都考慮在內。在生產中不能用大肥、大水去爭絕對的高產量,而是要用可持續(xù)發(fā)展的眼光看農業(yè)發(fā)展,為子孫后代負責。我們這幾代人不僅要利用土地,還要珍惜土地、愛護土地,并制訂“凈土計劃”。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,拼命下肥下農藥”。否則,我們的后代在被污染的土地上是種不出綠色產品的。
為大家吃飽、吃好、吃出健康而努力
記者:您進入雜交水稻研究領域的初心是什么?從“吃不飽”的時代到成長為“超級稻”背后的“超級科學家”,您已經實現(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:我出生在農村,從小在農村長大。我看到過農民一年到頭“臉朝黃土背朝天”,辛苦一年還吃不飽的經歷。那時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。
正因為我這個經歷,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。
十多年前我設想,要育成耐儲存的品種。過去,稻谷進倉超過兩三年就會陳化,這導致糧食損失和財政負擔很大。所以我想育成耐儲存的品種,在常溫之下稻谷進倉兩三年,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。我們團隊最近育成了一個叫作“福香占”的耐儲存品種?,F(xiàn)在,這個品種已經通過審定并投入農業(yè)生產,還獲得了第三屆全國優(yōu)質稻品種食味品質鑒評(秈米)金獎。
從“福香占”在農業(yè)生產中的表現(xiàn)來看,它不僅豐產、抗稻瘟病、耐儲存,而且米質好、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”,農業(yè)也在向功能性農業(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”的思想。年輕一代要有理想,要立志為國為民作貢獻。我希望青少年在校是個好學生,到社會上是一個好青年。在工作崗位上,首先要想著為社會多作一點貢獻。大家都要成為一顆優(yōu)良的種子,無論種在哪里,都會長成一朵美麗的花,長成一棵參天大樹,做社會的棟梁,為社會進步作貢獻。
——謝華安
(科技日報實習記者 駱香茹)