雜交水稻從這里走向世界

文/彭仲夏

五

袁隆平的三系法將中國(guó)率先推進(jìn)雜交水稻時(shí)代，人類對(duì)水稻的雜種優(yōu)勢(shì)利用不再是神話，在中國(guó)、美國(guó)、印度和東南亞的稻田里掀起了世界第二次綠色革命，產(chǎn)生了大面積、大幅度增產(chǎn)的奇跡。作為三系的總設(shè)計(jì)師，袁隆平在國(guó)家特等發(fā)明獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)大會(huì)上就自揭其短，指出目前的雜交水稻有‘三個(gè)有余，三個(gè)不足’，就是前勁有余，后勁不足；分孽有余，成穗不足；穗大有余，結(jié)實(shí)不足。尤其是配組概率低，制種環(huán)節(jié)多、生產(chǎn)成本高，大田收獲的谷子不能直接用于大田。而且難以解決高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)間的矛盾，隨著親緣關(guān)系在選配過程中相對(duì)拉近，其雜種優(yōu)勢(shì)也會(huì)裹足不前甚至逐漸退化，增產(chǎn)潛力也越來越有限。所以三系只是育種的初級(jí)階段，育種方法必須從三系向二系再向一系推進(jìn)。萬(wàn)物之始，大道至簡(jiǎn)，越簡(jiǎn)單的東西就越科學(xué)。

袁隆平參加意大利米蘭國(guó)際無(wú)融合生殖學(xué)術(shù)會(huì)議后，提出利用無(wú)融合生殖材料固定雜種優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)一系法的戰(zhàn)略設(shè)想。所謂無(wú)融合生殖，就是無(wú)性種子生殖。如果實(shí)現(xiàn)了無(wú)融合生殖，就沒有必要再“制種”，而是像常規(guī)稻一樣直接利用大田生產(chǎn)的稻谷做種子。這就是一系法，這是一項(xiàng)非常復(fù)雜的高科技生物工程。

這一年，國(guó)家啟動(dòng)“863”計(jì)劃。第一步還是先將兩系法雜交水稻研究確定為“863”計(jì)劃生物工程中的第101—1號(hào)專題。袁隆平被指定為該專題組組長(zhǎng)和責(zé)任科學(xué)家。所謂兩系法雜交水稻，即光溫敏雄性不育系，與三系法相比，其優(yōu)越性就是一系兩用，省掉保持系，雜交水稻育種成為“一夫一妻制”。

袁隆平并非兩系法的肇始者，在他公開提出分三步走的戰(zhàn)略設(shè)想之前的一九七三年十月上旬，石明松在湖北沙湖原種場(chǎng)單季晚粳品種“農(nóng)墾58”大田中，發(fā)現(xiàn)了三株典型的雄性不育突變株。這一發(fā)現(xiàn)將“照亮整個(gè)水稻王國(guó)”，經(jīng)過多年的協(xié)作攻關(guān)，為兩系法雜種優(yōu)勢(shì)利用立下了首功，但一直沒能闖過兩系法雜交水稻不育關(guān)的門檻。

就在這個(gè)時(shí)候，一九八七年七月十六日，李必湖的助手鄧華鳳，在自己經(jīng)手的兩畝半試驗(yàn)田的六十株用來進(jìn)行保持系轉(zhuǎn)育的材料中，發(fā)現(xiàn)了一株受光、溫條件控制的秈稻核不育株。它雌蕊正常，其它性狀與其余五十九株無(wú)甚差別，唯花藥瘦小，棒狀、乳白色，不開裂。他感到很奇怪，趕忙采取套袋隔離措施，防止異交結(jié)實(shí)，到九月初，其他五十九株都自交結(jié)實(shí)正常，唯有套袋的這一株自交不結(jié)實(shí)。他將這一蔸禾剪掉莖和葉，留下不高的禾蔸移入盆栽，放到家里的陽(yáng)臺(tái)上。至九月二十一日，僅有的一個(gè)晚生分蘗抽穗了，二十四朵小花結(jié)出十一粒種子，表現(xiàn)出類似湖北光溫敏核不育水稻的特點(diǎn)，即長(zhǎng)日照誘導(dǎo)不育，短日照誘導(dǎo)可育，不育期內(nèi)完全可以制種。

鄧華鳳將這十一粒珍貴的種子帶到三亞荔枝溝，播種抽穗后，全部表現(xiàn)雄性正常。袁隆平聞?dòng)嵙⒓从H臨田間觀察，確認(rèn)這是首次在秈稻中發(fā)現(xiàn)的具有重大應(yīng)用前景的兩用核不育系材料。一九八八年七月二十七日，袁隆平邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)有關(guān)專家進(jìn)行技術(shù)鑒定，把它命名為“安農(nóng)S-1”光溫敏核不育系。鄧華鳳發(fā)現(xiàn)并育成的“安農(nóng)S-l”水稻光溫敏不育系，把原來的三系變成了兩系?！鞍厕r(nóng)S-1”是我國(guó)第一次在秈稻中發(fā)現(xiàn)并育成的光溫敏不育系，標(biāo)志著我國(guó)雜交水稻的研究繼續(xù)處于世界領(lǐng)先地位。

然而就在第二年，兩系法遭遇了致命的挫折。那年盛夏季節(jié)，長(zhǎng)江流域出現(xiàn)了罕見的盛夏低溫，許多原本已鑒定的不育材料又變成了可育。當(dāng)熱潮遭遇寒潮人會(huì)感冒、打擺子，而靠光溫自然調(diào)節(jié)的兩系法雜交水稻，也會(huì)出現(xiàn)打擺子的現(xiàn)象。人打擺子，早已有了苦口良藥，而雜交水稻打擺子，幾乎無(wú)藥可治，一派蓬勃生機(jī)的雜交水稻轉(zhuǎn)眼間變得死氣沉沉，方興未艾的兩系法雜交水稻被推到了“生死存亡”的關(guān)頭。這讓很多原本雄心勃勃的科研人員也開始“打擺子”了。如果連不育關(guān)都過不了，又怎么能在大田生產(chǎn)上推廣應(yīng)用呢?在此嚴(yán)峻關(guān)頭，協(xié)作攻關(guān)人員紛紛向袁隆平告急。這個(gè)時(shí)候袁隆平受聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織委派正在印度指導(dǎo)雜交水稻生產(chǎn)，住的是五星級(jí)賓館，一天五百多美元的工資，這在二十世紀(jì)九十年代初的中國(guó)，是想都不敢想的高薪。糧農(nóng)組織要他在印度工作三個(gè)月至半年，結(jié)果他只待了三個(gè)星期就心急火燎地趕回來了。再高的工資，再優(yōu)厚的待遇，也無(wú)法拖住他，一回來就奔向了試驗(yàn)田。擺在他眼前的兩系法雜交水稻遭遇的不是一場(chǎng)光照的災(zāi)難，而是溫度的災(zāi)難。常言道，天有不測(cè)風(fēng)云，自然溫度更是變化莫測(cè)，比光照的規(guī)律更難以人為掌控。既然溫度是影響育性轉(zhuǎn)換的主導(dǎo)因素，那么第一要考慮的就是育性對(duì)溫度高低的反應(yīng)。據(jù)此，他提出了選育“實(shí)用光溫敏不育系”的新思路，首先是要揭開水稻育性轉(zhuǎn)換與光溫之間的生命密碼，探明其溫敏感時(shí)期和敏感部位以及導(dǎo)致雄性不育的臨界溫度。

從哪個(gè)臨界溫度開始呢？經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)后，袁隆平和他的團(tuán)隊(duì)終于探悉到不育系育性轉(zhuǎn)換的起點(diǎn)溫度為23.5℃，當(dāng)溫度低于臨界溫度時(shí)表現(xiàn)可育，而高于臨界溫度則表現(xiàn)不育。袁隆平又風(fēng)趣地笑著打比方了，兩系法雖說是一夫一妻、自由戀愛結(jié)婚，制種雖然少了保持系這個(gè)“丈夫”，但母稻對(duì)生兒育女的要求很高，你對(duì)她的冷暖還得特別關(guān)心，稍不滿意她就使小性子，一賭氣又變成了原來的樣子（常規(guī)水稻）。

找到一把密鑰之后，在袁隆平直接指導(dǎo)下，羅孝和等科研人員以“農(nóng)墾58S”做母本、“培矮64”做父本進(jìn)行雜交，其雜種后代經(jīng)長(zhǎng)沙、海南多代雙向選擇，終于育成秈型水稻低溫敏雄性不育系“培矮64S”，與對(duì)照品種“培矮64”相比，它需在18至23℃的冷水條件下才能繁殖，不育起點(diǎn)溫度低，穗頸伸長(zhǎng)度短，終花時(shí)間較長(zhǎng)，適宜我國(guó)長(zhǎng)江以南稻區(qū)推廣應(yīng)用。在“培矮64S“育成后，又配制出“兩優(yōu)培特”組合，成為全國(guó)第一個(gè)通過省級(jí)鑒定的兩用不育系和兩系先鋒組合。兩系法雜交水稻的成功是農(nóng)作物史上的重大突破，也是一項(xiàng)舉世公認(rèn)的中國(guó)獨(dú)創(chuàng)、世界首創(chuàng)的科技成果。在水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用上，具有前所未有、無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，使我國(guó)的雜交水稻研究仍然引領(lǐng)世界。

如今，中國(guó)早已跨入了超級(jí)稻時(shí)代，但其核心技術(shù)體系依然是兩系法，也可謂是兩系法的升級(jí)版，而袁隆平開創(chuàng)的這一技術(shù)路線，也為我國(guó)種業(yè)開拓國(guó)際市場(chǎng)提供了核心技術(shù)支撐。每一項(xiàng)科研成果都需要經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的探索試驗(yàn)，還要經(jīng)歷從試種到大面積推廣應(yīng)用的實(shí)踐檢驗(yàn)。二〇一三年，由袁隆平主持的兩系法雜交水稻誕生十八年后，獲得了國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，這是繼全國(guó)秈型雜交水稻科研協(xié)作組在一九八一年獲得國(guó)家特等發(fā)明獎(jiǎng)后，雜交水稻研究又一次獲得特等獎(jiǎng)。但這兩個(gè)特等獎(jiǎng)是不能混為一談的，前者是新中國(guó)成立以來的第一個(gè)也是唯一一個(gè)國(guó)家特等發(fā)明獎(jiǎng)，而后者則是“國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)”。此時(shí)，離石明松那個(gè)神奇的發(fā)現(xiàn)已過去整整四十年。在五十位獲獎(jiǎng)人員名單中，袁隆平名列榜首，石明松排名第二，這也是嚴(yán)格尊重科學(xué)事實(shí)的。

令人扼腕嘆息的是，為兩系法立下首功的石明松，其名字上已加上了一個(gè)錐心的黑框。他已辭世二十五年，一九八八年一月中旬，他在武昌參加學(xué)術(shù)會(huì)議期間，不料意外身亡。剛剛年過天命，石明松像一個(gè)“光的使者”，他的發(fā)現(xiàn)的確“照亮了整個(gè)水稻王國(guó)”，同時(shí)也照亮了他如電光火花般短暫而燦爛的一生。生命中有太多難以預(yù)測(cè)的因素，而他的生命依然在他發(fā)現(xiàn)的一粒神奇的種子里延續(xù)。