“農民精心栽培小麥幾千年,但小麥還是這么體弱多?。灰安輿]人管,卻生長得很好。”李振聲另辟蹊徑,對小麥遠緣雜交進行研究,通過小麥與天然牧草的雜交來培育抗病性強的小麥品種。
“真正給我打分的是農民”
——記中國科學院院士、中國小麥遠緣雜交育種奠基人李振聲
《 農民日報 》( 2013年11月11日 07 版)
李振聲在查看苗情。資料圖
本報記者 江娜
他被稱為“當代后稷”、“中國小麥遠緣雜交之父”;他曾經(jīng)在2006年的國家科技獎勵大會上,憑借小麥育種成就獲得當年唯一一個國家最高科學技術獎,與袁隆平院士一同成為迄今為止站在國家最高科技領獎臺上僅有的兩位農業(yè)專家。
他就是中國科學院院士、著名小麥遺傳育種學家李振聲。
“要吃面,種小偃”:小麥和牧草遠緣雜交出新品種
1956年,已經(jīng)在中國科學院北京遺傳選種實驗館工作了5年的李振聲,響應國家支援大西北的號召,離開北京奔赴陜西省一個名不見經(jīng)傳的小鎮(zhèn)(原楊陵,現(xiàn)稱楊凌),進入當時的中國科學院西北農業(yè)生物研究所工作。這一去,就是31年。
那一年,恰逢我國歷史上最嚴重的小麥條銹病大流行,西北地區(qū)有的地方小麥因此減產(chǎn)20%~30%。曾經(jīng)經(jīng)歷過自然災害、餓過肚子的李振聲內心受到很大觸動,他決定從事小麥改良研究,為農民培育優(yōu)良抗病小麥。
當時李振聲研究的方向是牧草。在北京期間,他跟隨導師、土壤學家馮兆林從事種植牧草改良土壤的研究,曾經(jīng)收集、種植800多種牧草,對牧草研究有一定基礎。也正是這樣的研究方向啟發(fā)了他在小麥育種上的科研思路。
根據(jù)多年對牧草的研究,李振聲發(fā)現(xiàn)長穗偃麥草等具有非常好的抗病性。“農民精心栽培小麥幾千年,但小麥還是這么體弱多?。灰安輿]人管,卻生長得很好。”能不能通過小麥與天然牧草的雜交來培育一種抗病性強的小麥品種呢?李振聲另辟蹊徑,開始對小麥遠緣雜交進行研究。
說時容易做時難。小麥和野草是風馬牛不相及的兩個物種,“因為是遠緣,就像馬和驢雜交的后代騾子沒有生育能力一樣,讓小麥的后代獲得草的抗病基因,難度非常大。”當時,李振聲面臨的最大難題有三個:雜交不親和、雜種不育和后代“瘋狂分離”。從外觀上看,雜種分離的類型很多,而且很不穩(wěn)定,有時一個雜種看著很好,而下一代面目全非了,為此,李振聲帶領課題組做了大量的細胞遺傳學研究。
1964年6月14日,在經(jīng)歷了連續(xù)40天陰雨之后,天氣突然暴晴。在實驗田里,課題組篩選的1000多份雜種幾乎全部青干了,只有一個仍保持著金黃顏色,這就是后來戰(zhàn)績卓著的小麥新品種“小偃6號”的祖父——“小偃55-6”。
李振聲帶領課題組緊緊抓住這份難得的材料,經(jīng)過兩次雜交,終于育成具有相對持久的抗病性、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質的小麥新品種——“小偃6號”。1979年,“小偃6號”開始參加區(qū)域試驗和大面積示范推廣,當時陜西農村流傳著“要吃面,種小偃”的說法。
“小偃6號”作為陜西省小麥骨干品種長達16年以上,當時成為我國推廣時間最長的自育小麥品種,1985年獲得國家發(fā)明一等獎。而且,“小偃6號”已成為我國小麥育種的重要骨干親本,其衍生品種50多個,累計推廣3億多畝,增產(chǎn)小麥超過150億斤。
“小偃6號”為代表的遠緣雜交取得的巨大成功證明,遠緣雜交對小麥遺傳改良極為重要,但遠緣雜交也存在著難度大,耗費時間長的問題。為了快速將外源優(yōu)良基因導入小麥,李振聲等創(chuàng)建了藍粒單體小麥和染色體工程育種新系統(tǒng)。他用遠緣雜交獲得的“小偃藍粒”育成了以種子藍色為遺傳標記的藍粒單體小麥和自花結實的缺體小麥系統(tǒng),并建立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開辟了一條新途徑。這項原創(chuàng)性成果為他贏得了廣泛的國際聲譽。1986年在西安,他作為地方組織委員會主席,組織了“第一屆國際植物染色體工程學術會議”。
“黃淮海戰(zhàn)役”:中低產(chǎn)田改造糧食均衡增產(chǎn)
1987年,李振聲被調回到中國科學院,協(xié)助時任院長的周光召管理生物局和農業(yè)項目辦公室。
當時,我國糧食生產(chǎn)已經(jīng)出現(xiàn)連續(xù)三年的徘徊,三年糧食沒有增加,而人口增加了5000多萬。在周光召的全力支持下,李振聲與中科院的農業(yè)專家一起,經(jīng)過3個月的調查,預測黃淮海地區(qū)有500億斤糧食的增產(chǎn)潛力,于是提出了黃淮海中低產(chǎn)田治理方案,并組織中國科學院25個研究所400多名科技人員深入黃淮海地區(qū)與地方科技人員合作開展了大面積中低產(chǎn)田治理工作,被媒體譽為“農業(yè)科技黃淮海戰(zhàn)役”。
經(jīng)過6年的治理,到1993年,全國糧食從8000億斤增長到9000億斤時,其中黃淮海地區(qū)就增產(chǎn)了504.8億斤,與預期結果非常吻合。
“黃淮海戰(zhàn)役”不僅為促進我國糧食增產(chǎn)發(fā)揮了帶動作用,而且在科學院成為廣為傳頌的“黃淮海精神”,其實質就是科技人員艱苦奮斗的獻身精神,協(xié)作攻關的團隊精神,深入實際的務實精神,持之以恒的科學精神。
1995年,李振聲與中科院專家組提出新增糧食1000億斤的潛力與對策,受到國家領導人的重視。1999~2003年我國糧食生產(chǎn)出現(xiàn)連續(xù)5年減產(chǎn)時,李振聲又及時提出了爭取三年實現(xiàn)糧食恢復性增長的建議。上世紀末,美國人萊斯特·布朗“誰來養(yǎng)活中國”的疑問引發(fā)世界關注。在2005年4月的博鰲論壇上,李振聲匯集了我國近15年的有關數(shù)據(jù),與布朗預測的情況進行對比,結果發(fā)現(xiàn)布朗的三個推論都不正確,都不符合中國實際,并用大量科學數(shù)據(jù)進行一一回應。他說:“我們相信憑著正確的政策和科技、經(jīng)濟的發(fā)展,中國人必然能夠自己養(yǎng)活自己。”
育種新方向:化解優(yōu)質與高產(chǎn)的矛盾
1993年,李振聲從中科院副院長的崗位上退下來,回到中科院遺傳與發(fā)育所,繼續(xù)從事科研工作,將小麥與長穗偃麥草遠緣雜交育種堅持下來。
當時,隨著改革開放,我國人民生活水平不斷提高,對小麥品質提出了更高的要求。于是,李振聲他們在原來工作的基礎上,通過與中國農大小麥品質分析室合作,從過去培育的雜種材料中,篩選出了一批優(yōu)質品系,經(jīng)過6年的系統(tǒng)鑒定、試驗和示范,培育出不少產(chǎn)量高、品質好的新品種。1999年,河南省種子站收集了63份不同小麥品種的種子樣品,送到北京農業(yè)部谷物品質監(jiān)督檢驗測試中心進行品質鑒定,結果發(fā)現(xiàn)李振聲他們培育的“小偃54”小麥的面粉品質排名第一,引起河南省農業(yè)廳的重視,開始組織示范與推廣。同時,陜西省農作物品種審定委員會也通過了“小偃54”小麥的品種審定。河南省農業(yè)廳與中科院遺傳發(fā)育所聯(lián)合組織申報,“小偃54”被列入農業(yè)部跨越計劃,在河南與陜西等省累計推廣700萬畝。
隨后,李振聲又通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(chǎn)物的優(yōu)化分配研究,在提高小麥個體光合效率方面,重點研究小麥抗光氧化的生理和遺傳基礎。在提高小麥群體光合速率方面,主要研究株型結構的優(yōu)化及其遺傳控制。在光合產(chǎn)物優(yōu)化分配方面,主要研究莖稈結構對光合產(chǎn)物轉運的影響與遺傳改良。通過這些研究結果解決了過去長期存在的優(yōu)質和高產(chǎn)之間的矛盾。育成了第二個優(yōu)質小麥品種“小偃81”。2004-2005年參加“冀中南優(yōu)質組冬小麥區(qū)域試驗”,品質達到優(yōu)質麥標準,產(chǎn)量2004年達到565公斤,2005年通過河北省農作物品種審定委員會審定。2007年在中國科學院禹城農業(yè)生態(tài)試驗站發(fā)現(xiàn)“小偃81”耐鹽堿性能良好,現(xiàn)在山東、河北省“渤海糧倉”地區(qū)推廣。
“渤海糧倉”:培育耐鹽小麥新品種
繼“農業(yè)科技黃淮海戰(zhàn)役”之后,李振聲即與中科院的農業(yè)專家籌劃組織“渤海糧倉”預研工作。2011年5月,中科院在禹城組織的“現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展與國家糧食安全暨‘渤海糧倉’與資源節(jié)約型高效農業(yè)戰(zhàn)略高峰論壇”會上,李振聲代表中科院農業(yè)專家組作了“建設‘渤海糧倉’的科學依據(jù)——需求、潛力和途徑”專題報道。2013年4月,科技部與中科院聯(lián)合組織的“渤海糧倉”項目,由科技部部長萬鋼宣布啟動。
李振聲課題組承擔的任務是“耐鹽小麥育種與示范”。由于小偃麥的親本之一長穗偃麥草原產(chǎn)于美國猶他州鹽湖城,耐鹽性強,它于小麥的雜交后代中分離出一部分耐鹽小偃麥新品系,“小偃60”就是其中的一個優(yōu)系,2012年與2013年,在河北海興縣的中度鹽堿地上,經(jīng)專家組測產(chǎn),比當?shù)仄贩N“冀麥32”分別增產(chǎn)22%和22.9%。在山東無棣與天津靜海的鹽堿地上也表現(xiàn)良好,現(xiàn)正在參加區(qū)試和進一步擴大示范。
科學家的農民情懷:“真正給我打分的是農民”
李振聲聲名鵲起,各種獎勵接踵而來。從1985年獲國家技術發(fā)明一等獎,1988年獲陳嘉庚農業(yè)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(yè)英才獎”,到2006年度獲得國家最高科技獎,他卻始終樸素、謙和,保持著農民情懷。
在李振聲位于中國農科院一棟普通居民樓的家里,客廳墻上掛著一幅他自己手書的條幅“嚴以律己,寬以待人,大處著眼,小處著手”,而這,正是他多年來在做學問和做人上所追求的境界。
在登上國家最高科技領獎臺以后,李振聲說,這是一個集體的榮譽。沒有集體的艱苦奮斗,就不可能有今天。比如小麥遠緣雜交研究,小偃4、5、6號是20年前在陜西楊凌完成的,當時有10位同志參與;回到北京以后,先后也有多人參加課題組,研究所更是創(chuàng)造了很好的條件。
李振聲一輩子與小麥結緣,最愛談的是他的小麥,家里陽臺上也種上了小麥,80多歲高齡了,仍舊最熱衷到田間地頭去看小麥;在組織實施“渤海糧倉”項目中他又結識了一些農民新朋友。他說:“真正給我打分的是農民。”