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國士不死:水稻雜交之父袁隆平走了,我們還有小麥雜交之父

2021-09-21由 書山漫遊看歷史 發表于 農業

麥子是誰改良的

5月22日,“水稻雜交之父”、“共和國勳章”獲得者袁隆平院士在長沙逝世,享年91歲。噩耗降臨,舉國哀慟,中國失去了一位研究與發展雜交水稻的開創者,失去了一位為中國和世界的“飯碗”做出卓越貢獻的國士。但大多數人不知道的是,我國還有一位與袁隆平從事領域相同,貢獻相當,被譽為“中國雜交小麥奠基人”的中科院院士-李振聲。在解決中國糧食問題上,他的成就和貢獻一點都不亞於袁隆平,只是一個主攻水稻,一個專研小麥,同樣獲得國家最高科技獎。李老如今已90歲高齡,幸運的是仍然健康,還奮戰在科學研究的第一線,今天就向大家介紹一下這位名聲不顯的大科學家。

李振聲,1931年2月25日出生,山東淄博人,小麥遺傳育種專家。1951年畢業於山東農學院(現山東農業大學)農學系,1990年當選為第三世界科學院院士,1991年當選為中國科學院院士,2006年獲國家最高科技獎。現任中科院遺傳發育所研究員,植物細胞與染色體工程國家重點實驗室學術委員會主任。曾任陝西省科學院院長、陝西省科協主席,中科院副院長,中國科協副主席等職。中共十二大、十三大代表,全國政協第八屆、第九屆常務委員,榮獲全國勞動模範和“感動中國人物”。

他主要從事小麥遺傳與遠緣雜交育種研究,將小麥與偃麥草遠緣雜交併育成了“小偃”系列品種,讓小麥具有偃麥草的耐旱、耐乾熱風、抗多種小麥病害的優良特性,衍生良種70多個,累計推廣面積在3億畝以上,增產小麥超過了75億公斤。並且開創了快速選育小麥異代換系的新方法-缺體回交法,為小麥染色體工程育種奠定了基礎。

他出生在一個貧困的農民家庭,13歲時父親去世,留下母親一人撫養4個孩子。趕上了山東1940、1941、1942連續3年的大旱。據李老回憶:“蔥根、蒜皮、榆樹葉都吃光了。所以我非常知道,捱餓到底是個什麼味道。”

1948年,濟南解放,李振聲在親友的幫助下勉強讀到高中二年級,為了減輕家庭負擔,他隻身前往省城濟南尋找工作,偶然間看到山東農學院門口的招生廣告,說可以提供吃住條件。李振聲抱著試一試的想法報考了,而這一試便成為了他人生第一個轉折點——他成了全村第一個大學生。這是他過去從未想過的事情,跨進山東農學院大門的第一天,他便立下誓願:畢業後我一定要多種糧食,讓每個農民都有飯吃!“餓”是他童年最大的陰影,解決飢餓也成了他一生的追求。

大學時,李振聲師從原燕京大學的沈壽銓教授和著名的餘松烈教授,他們一個教小麥育種課,一個教遺傳課,都深入淺出,生動有趣,李振聲研究育種的才華很快被激發出來。大二那年,放假時他把學校農場繁殖的幾個優良品種(齊大195、扁穗小麥、魚鱗白)帶回了農村老家,在自家的地裡先種了起來,來年收麥時,竟比當地的老品種增產了許多,於是鄉親們紛紛來換種。“聽到鄉親們的讚揚聲,心裡自豪極了!讓我認識到科學技術確實對提高糧食產量有重要作用。”從那時起,李振聲萌發了從事小麥育種研究的想法,這個決定影響了他的一生。

大學畢業以後,李振聲被分配到北京,跟隨導師土壤學家馮兆林先生從事種植牧草改良土壤的研究。1956年,黃河流域發生了大面積的小麥條鏽病,僅僅在黃河流域,當時小麥條鏽病就讓小麥減產了超過一百億斤,相當於4000萬人口一年的口糧。“小麥條鏽病”的病菌變異速度很快,平均5年半就能產生一個新的病種,而要培育一個優良抗病麥種至少需要8年。攻克“小麥條鏽病”,成了當時一個世界性的難題。

在這一背景下,25歲的李振聲響應國家支援大西北的號召,放棄北京優越的工作和生活條件,從中國科學院北京遺傳選種實驗館奔赴陝西楊陵。當時,透過多年對牧草的研究,發現長穗偃麥草等具有非常好的抗病性。李振聲於是萌發了一種想法:是否可以把雜草基因轉入到小麥中來?相當於給小麥當紅娘,讓風馬牛不相及的野草和小麥雜交,這就是遠緣雜交。遠緣雜交是個長週期而且風險大的嘗試,這項研究國內沒有人嘗試過,當時普遍不被看好。它有3個難關:雜交不容易成功、產生的品種容易不育、後代性狀“瘋狂分離”。對小麥與長穗偃麥草的雜交來說,最困難的是第3個問題,草的性狀遺傳能力太強,要用小麥對草及其雜種進行雜交、回交好幾代,才能使雙親的遺傳能力達到平衡,有時一個雜種單株看著很好,而下一代則面目全非了。

有了想法,李振聲毅然決然的開始了研究,然而開始後才發現,事情遠比想象的困難。1964年初,遠緣雜交已進行了8年,但是還沒有育成品種,在當時的社會環境下,李振聲被認為研究工作脫離實際。幸運的是,他搞遠緣雜交研究的同時開展了常規的小麥品種間雜交育種工作,他選育的“生選5號、6號”已開始在生產上推廣應用,增收明顯。工作隊最後的結論是,畢竟他已有兩個品種在生產上發揮作用了。這樣,李振聲才算過了關。“當時下決心時,就知道很可能失敗,但是比起農民對好收成的渴望,這壓力就不算什麼了。”

1964年的6月14日,對李振聲來說是意義非凡的一天。小麥成熟前連續40天陰雨,結果那天突然放晴,一天的工夫,幾乎所有的小麥都青幹了。本來是一場天災,但是李振聲突然發現,有一個小偃麥雜種株系(小偃55)保持正常生長,穗葉莖呈金黃色,它的親本長穗偃麥草也未青幹,頓時他欣喜若狂。之後用它們做母本經過兩次雜交,到1979年,先後育成小偃麥八倍體,異附加系,異代換系,易位系和小偃4號、5號、6號、54號、81號等小偃系列小麥新品種。其中小偃6號成為中國小麥育種的重要骨幹親本,累計推廣1。5億畝,增產糧食40億公斤。小偃系統衍生良種70多個,抗病性強、產量高、品質好,成為我國北方麥區的兩個主要優質源之一,到現在黃淮流域還流傳著這樣一句民謠:“要吃麵,種小偃。”

在培育出小偃6號的同時,李振聲還在國際上首創了小麥染色體工程育種新體系,利用偃麥草藍色胚乳基因作為遺傳標記性狀,首次創制藍粒單體小麥系統,解決了小麥利用過程中長期存在的“單價染色體漂移”和“染色體數目鑑定工作量過大”兩個難題;育成自花結實的缺體小麥,並利用其缺體小麥開創了快速選育小麥異代換系的新方法-缺體回交法,為小麥染色體工程育種奠定了基礎。從純科學的角度看,這項工作更有意義,因為它可以極大的縮短將外援基因匯入小麥基因組的時間。李振聲說:“中國人不僅應該,而且能夠自己養活自己。”

1985年至1987年中國糧食產量出現了下降,而同期人口累計卻大幅度的增長。面對當時的困難,李振聲帶領中科院農業專家組透過3個月的調查研究,提出了在黃淮海地區進行中低產田治理的建議。在時任中國科學院院長周光召的大力支援下,帶領本院25個研究所的400名科技人員投入冀、魯、豫、皖4省,與地方政府一起,開展了大規模中低產田治理工作。最終成效顯著,原來的重災低產區的魯西北、豫北、皖北和河北滄州的8個地市,1993年糧食總產淨增56億公斤,增34。6%,年平均增5。81%,黃淮海平原全區平均年增是3。83%,而中國同期年平均只增1。28%。李振聲主導的中科院示範基地和成果推廣不但在8個地市產生了巨大經濟效益,而且為中國農業綜合開發的全面展開起到了引路和帶動作用,為結束上世紀80年代後期農業徘徊、使90年代前期快速發展,以至到1998年中國糧食上到5000億公斤的臺階,提供了重要的技術支援和豐富的技術經驗。

20世紀80年代以前,中國的施肥量與糧食產量是同步增長的;80年代以後,施肥量還在增長,可是糧食產量卻沒有增加。這樣不僅浪費資源,化肥流失到江河湖泊中去還汙染環境,引起水體“富營養化”。當時北京郊區的農民有句順口溜,說農業生產“一靠政府,二靠天,三靠美國的磷二胺”。中國的磷礦主要在西南地區,儲量少、品位低,所以的很多磷肥都要靠進口。李振聲就開始琢磨:中國的磷礦資源再有100年就開採完了,有什麼辦法能給國家節省點磷礦資源呢?能不能在生物技術上想想辦法,提高作物對土壤中本身含有的磷的吸收利用效率。這樣不僅可以利用資源,還節省了化肥,保護了環境。

於是,李振聲開始探索。他在北京市昌平建立了一個育種基地。基地剛建起來的時候,沒有食堂、沒有衛生間、沒有圍牆,連路都不通。李振聲就帶個飯盒,在田裡一呆就是一天。為了找到能夠高效吸收利用土壤中磷的小麥種質資源,他耐心地對種在花盆中的數千份種質進行篩選。最後終於發現了一批“磷高效”和“氮高效”的小麥種質資源,並研究揭示了其生理機制與遺傳基礎。在此基礎上培育出來的小麥新品種——小偃54能高效吸收土壤中的磷,被列入農業部跨越計劃,在河南、陝西等省累計推廣700萬畝。隨後,他又透過多學科交叉與合作,開展了提高小麥個體和群體的光合效率以及光合作用產物的最佳化分配研究,解決了過去長期存在的優質和高產之間的矛盾。這項成果不僅節約了國家資源,還大大減少了化肥對環境的汙染。

上個世紀90年代初,李振聲就提出了走資源節約型高產農業道路的可持續農業發展觀。他所秉持的“少投入、多產出、保護環境、持續發展”的小麥育種新方向已經成為育種界的共識,併成為農業973專案研究的重要指導原則。

李老的不懈努力和巨大貢獻,也讓他收穫應有的榮譽:陝西省科技成果一、二等獎, 1985年獲國家技術發明一等獎,1988年獲陳嘉庚農業科學獎,1995年獲何梁何利科學與進步獎,2005年獲首屆“中華農業英才獎”,2006年度獲國家最高科技獎。2011年5月3日,國家最高科技獎獲獎者小行星命名儀式舉行,獲頒小行星命名證書和小行星執行軌道銅牌。

李振聲曾說:“和小麥打了半個多世紀交道,真正給我打分的是農民,我最開心的事是看到農民豐收時的高興勁兒。”

在今天我們富足的糧食背後,就是以李振聲和袁隆平為代表的這樣一群科研人員,與億萬農民一起,同甘共苦,忘我耕耘的結果,在努力維護著中國糧食的質量、安全和國家的尊嚴。

儘管現在李老年事已高,但他還是不斷地尋找機會,去各地的小麥試驗田走走,回到他奮鬥過的西北看看,他是如此熱愛那片土地和他傾注了一生心血的育種事業。看到金色的麥田和飽滿的麥穗,仍讓他臉上幸福無比。