水稻杂交,禾下乘凉梦

国士无双,千秋家国情

以独特角度来祭奠袁隆平院士

提起袁隆平院士,大家最耳熟能详的莫过于“杂交水稻”了,但是再多问一句“什么是杂交水稻?”,恐怕不少人都答不上来了。

当很多人以各种形式祭奠袁隆平院士时,工程师天张换个角度,我们不妨用最大白话来聊一聊袁老一辈子心心念念的杂交水稻,让更多人了解杂交水稻,我想袁老也会欣慰的。

致敬袁隆平院士的文章(袁隆平院士才欣慰)(1)

杂交水稻的两个困难

就好比帅气的小伙和美丽的姑娘结合,把漂亮这个优势遗传给下一代。而搞杂交水稻就是为了高产,把水稻中高产的植株挑出来结合,培育出高产水稻。这样看,杂交水稻很简单嘛?其实不然,这里存在两大困难。

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01-杂交水稻的第一个困难

举个通俗的例子,马和驴杂交生下既有力量,耐力又强的骡子,但是骡子不能再生骡子,只能让马和驴每年杂交得到骡子。水稻也是如此,无法把杂交优势代代持续下去,所以第一个困难就来了——要想得到高产水稻,就得年年培育大量的第一代高产杂交种子,这个工作还能用大量人工来实现少量试验研究,根本无法推广到大田生产上。

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02-杂交水稻的第二个困难

第二个困难随之而来,水稻是雌雄同体,一颗水稻上既有雄花也有雌花,传宗接代的事内部结合就搞定了,不管水肥不肥,都不会留到外人田,就是自己生自己,这就麻烦了,如果没有人工干预,杂交优势根本就体现不出来,只能用大量人工把雄花去掉才行。而且一朵花只能结一粒种子,怎么办?

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三系法解决方案

解决这个问题的最好办法是找到一种发育不正常的水稻,有雄花但没花粉,需要外人来帮忙。找到这类水稻,把它和正常的水稻间隔种植,这样就解决了不需要人工去雄就能大量生产第一代高产杂交种子的问题,相当于不再用马和驴结合只能少量生骡子,而是用骡子种群自己大量生骡子的问题。总共分三步,第一步找到天然雄性不育系,相当于发现骡子第二步通过保持系让不育系能够繁殖,保持系是正常的水稻品种,但有个特殊功能,用它的花粉给不育系授粉,培育出来的还是雄性不育系,这就相当于解决了让骡子生骡子的问题第三步,再培育恢复系,使不育系的生育性能得到恢复并把优势保持下去,这就相当于让骡子大量持续生出强壮的骡子来。杂交水稻高产的目的就实现了。

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发现天然雄性不育株

于是在1964年6、7月份,天气很热,但也是水稻抽穗扬花最旺盛的时候,这个寻找雄性不育株的时机不能错过,袁老就开始到田里寻找天然的水稻雄性不育株。那时很辛苦,带个水壶、两个馒头,早晨出去,中午也不回去,一直干到下午4点,袁老的学生也跟着他一起下田,每天在几千几万个稻穗里寻找,手拿放大镜,一陇陇、一行行、一穗穗,像大海捞针一样。可是每天鼓起勇气去,总是乘兴而去败兴而归,日复一日没有收获,但是袁老坚信,尽管概率只有三万分之一、五万分之一,但终归是有的,只要肯细心,靠这种信念支撑,头顶似火骄阳,赤脚踩着凉水,行走在茫茫稻海之中。

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有一天袁老终于扛不住了,中暑晕倒,胃痛也犯了。休息一下,继续下田,一手压着胃,另一只手接着翻看稻穗。功夫不负有心人,这样坚持找了两周后,在拿放大镜观察了14万多个稻穗之后,终于找到一株花粉败育的雄性不育株,这意味着攻克杂交水稻育种难题跨出了关键一步。之后投入了实验室盆栽选育等工作之中。

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《水稻的雄性不育性》的发表

1965年袁老把初步的研究结果撰写成论文《水稻的雄性不育性》,投稿给中科院主办的《科学通报》杂志,在历史上首次揭示了水稻雄性不育的病态之谜,并进一步设想了将杂交水稻研究成功后推广到生产应用中的方法。

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论文手稿

论文寄出好长时间都没得到反馈,结果在1966年发表了,同时还刊登在英文版的《科学通报》上,袁老一生中第一次得到稿费,两个稿件加在一起有50多元,而那时他的工资才73元,但袁老更在意的是论文发表在权威学术刊物上,意味着对他的研究成果的承认和肯定,更坚定了他继续前进的信心。

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