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在绿色的田野上 创造金色的希望 ——记水稻遗传育种家杨仁崔教授和他的超级稻育种研究

               黄  逢  清    潘  琴  展
    在福建农林大学作物遗传育种研究所的外墙上,镶嵌着几个金光闪闪的大字:希望在田野上。研究所的超级稻课题组,以绿色的田野为基地,耷超级稻育种材料的构建和超级稻品种的选育方面,不断推出世界领先水平的成果。率领这个课题组进行上述研究的,是所长、研究员、博士生导师杨仁崔教授。

            编织为农民培育更多良种的梦

    杨仁崔教授,1943年出生于福建省晋江市东石镇。小时就读晋江养正名牌中学。勤奋好学的他志向在于航空航天科学技术。 1960年,他早然高考成绩拔尖,但由于复杂的社会原因,却与名牌大学失之交臂。他尽管心理不平衡,但这个农民的儿子在跨进福建农学院农业物理系后,很快爱上农业科学,立志在农业科学领域有所作为,决心掌握现代物理学方法与技术,为农民培育作物优良品种。为了实现这一人生追求,他1964年本科毕业后就考取研究生,师从著名作物遗传育种家卢浩然教授,从事水稻良种培育的研究。在“文化大革命”浊浪滚滚的时候,他被撤到部队、生产建设兵团“锻炼”,但从未中断对良种选育的研究。他于1972年培育出的“奎福3号”水稻品种,在闽西北山区推广应用了20年。1983年,卢浩然教授在农学院组建作物遗传育种研究所,他即回到卢教授的麾下,圆他那要为农民提供更多良种的梦。
    民以食为天,食以粮为本。培育优良品种提高粮食产量,是各国都十分关注的问题。20世纪60年代,从推广矮秆型稻种开始,掀起了一场世界性的“绿色革命”。70年代推广杂交稻种,又使水稻产量大幅度提高。到80年代,进入研究推广超级稻种(新株型稻种)的新阶段,  目标是挖掘水稻的遗传资源,选育产量更高、米质更优、抗病力更强、利于环境保护可持续发展的水稻新品种。
    我国在“绿色革命”方面走在世界的前面,杂交稻种的研究和推广,更是居于领先地位。1973年,我国实现杂交稻种子培育的“三系”(不育系、保持系和恢复系)配套。不育系的雌性花蕊发育正常,雄性花蕊退化或败育,不能自花授粉结实;保持系是雌性、雄性花蕊都发育正常,将其花粉授给不育系,结成的谷粒播种后可获得雄性不育植株;恢复系,其花粉授给新培育不育系的雌蕊,新产生的谷粒播种后长成的植株恢复可育性,且表现杂种优势。80年代,水稻的光温敏核不育系育成。光温敏核不育系在长日照和较高温度下,表现完成雄性不育,而在短日照或较低温度下,表现为自交可育性。光温敏核不育系与恢复系组配,形成“两系”杂交稻种。它较之“三系”.:杂交稻种的培育, 具有繁育种子程序简单、成本低的优点。
    杨仁崔教授在水稻遗传育种研究中,倾注大量的精力和心血于杂交稻研究。夏秋季在福建,冬春季下海南,一年三季,三十多年中连续种植了近百季的水稻遗传育种材料,并进行深入的研究。他先后20来次到育种基地海南岛,多个春节在海南渡过。他一门心思于育种实验,出差返校或出国归来,经常是先到实验室或田头,了解实验情况或见过稻苗再回家见妻儿。辛勤的汗水换来丰硕的研究成果,并积累了丰富的经验。1988年4月,一项国内外同行瞩目的成果——首先发现籼稻光温敏核不育种质5460PS,就是在海南一个没有电、没有自来水的黎族山村向世人展示,后来通过袁隆平等知名专家鉴定的。这一国际领先的成果以及向国际学术组织登记的水稻光温敏不育一号基因(tms—1),推动了国内外“两系”杂交稻的研究与育种的发展。
    杨仁崔教授30多年如一日进行优质稻种的研究,心里挂系的是农民兄弟,实现的是让老百姓吃上高产、质优、味美、营养又无污染大米的愿望。龙海一度稻飞虱猖獗,有的农民为了多收稻谷,一季喷洒9次农药,既多花成本,又污染稻谷和水源。他看在眼里,急在心里,1980年,他从国内进修回来就运用带回的遗传控制水稻病虫害新技术和遗传材料,带领课题组同事攻关,仅用三年时光,就培育出高产又能抗白叶枯病、稻飞虱等病虫害的水稻新品种“金早六号”、“金早九号”,在我省的水稻生产中发挥了重要作用。九十年代,随着人们生活质量的提高,对米质的要求越来越高。杨教授和他的同事,又接受习近平省长关于选育优质稻“做好这件利国利民的大好事”的重托,把品质改良难度最大的早籼稻作为攻关的重点,利用他拿手的辐射诱变技术,用两年时间,把一个优质泰国稻迟熟品种改造成可在福建作早籼栽培的优质稻聊,取名“闽香早占”,将于明年投入生产试验。杨教授和他的同事,先后育成15个水稻良种,在福建推广1500万亩以月,他申请过三项发明专利,发表百余篇论文和专著。他近十次参加国际学术会议,扩大了我国水稻育种科技在世界的影响。
          在超级稻研究领域攀登世界高峰
    从90年代初期,杨仁崔教授步入超级稻稻种的研究。
    超级稻种的研究,1981年日本开始提出。1989年,设在菲律宾的国际水稻研究所把超级稻育种计划列为重大项目实施。杨仁崔教授作为我国知名的育种专家,多次到国际水稻研究所访问、研究、交流,收集了大量资料以及超级稻种子材料,深知超级稻广阔的发展前景。1995年底,他从国际水稻研究所研究即将回国之时,就把有关超级稻研究写成专题报告,上报国家科委和农业部领导,在刊物上发表有关文章,并向国内同仁通报。我国水稻研究泰斗杨守仁教授读了他的报告,激动得“一个多月睡不着觉”,郑重地写了一封信并附上杨仁崔的报告,寄给国务院领导。国务院一位领导挥笔批示:要像搞两弹一星一样组织中国专家会战中国超级稻。1996年6月,中国超级稻选育项目启动。同时,中国超级稻研究专家委员会成立,杨仁崔由农业部提名任专家委员会常务副主任。8月,中国超级稻研讨会在福建农业大学召开。杨仁崔教授同他领导下的研究所,实质性地推进了中国超级稻的立项和选育的研究,参与了超级稻选育研究的重任。1998年,由袁隆平院士主持的“中国超级杂交稻选育”也立了项。1999年,这两个超级稻研究项目各获得总理基金1000万元,中国超级稻研究进入了方兴未艾的新阶段。
    中国超级稻选育研究,是在“两系”杂交稻基础上进行的。以袁隆平院士为旗手的中国育种专家近几年把“两系”杂交稻推向生产应用,举世瞩目。但“两系”杂交稻有一大遗传缺陷,即不育系的遗传包穗问题比“三系”杂交稻更严重。虽然育种专家们采用喷洒“920”  (赤霉素)的方法来解决包穗问题,但由于“两系”杂交稻的不育系对“920”很不敏感,每亩需用40克甚至更多的“920”,不仅增加了每亩种子生产成本200多元,而且影响了种子质量,选成严重污染,还由于喷洒条件要求苛刻,需要较高技术,还得受天气条件制约,种子生产产量不高不稳。
    如何不喷洒“920”又能解决包穗问题,成为众多育种专家攻关的目标。1980年,美国一博士发现长穗颈基因eui,中外许多育种专家近20年来,努力要把这一基因导入不育系,达到遗传解除包穗的目的。但专家们采用的是传统的杂交、回交转育方法来获得eui,避免不了基因的分离与重组,育种难度大,效率低,一直未能达到可应用的育种成效。
    杨仁崔教授独树一帜,另辟蹊径,率领课题组开创性地进行趼究,用他掌握的物理学技术、遗传学知识和丰富的育种经验,滦索直接诱发在不育系中“沉睡”的长穗颈基因,让其“苏醒”发挥作用。经过反复试验、筛选,最后提出并成功实践了采用核辐射与常规杂交育种相结合的方法,直接从杂交稻的不育系、保降系和恢复系中获得eui突变体,进而培育长穗颈不育系和高秆隐性恢复系,配置成优势明显、表现增产的高秆隐性杂交稻(e-杂交稻)的育种技术体系。这一技术科学高   效,1999年9月通过了由袁隆平院士提名的专家组的鉴定,并申请了发明专刊,登记了新发现的eui—2基,因。就在这一年,袁隆平宣布选育成功超级杂交稻,“两优培九”。这时杨仁崔同他身边的博士、硕士们瞄准超级杂交稻这一目标,不到两年的攻关,就成功地把组配“两优培九”的低温敏不育系培矮64s,改造为长穗颈的培矮
64es,并育成超级杂交稻“e—两优培九”,并于今年8月通过专槛定。  “e—两优培九”保留了原“两优培九”高产优质的特性,但它的种子生产不用喷洒“920"。
    杨仁崔教授奋。勇攀登水稻遗传育种技术与学术领域的一个个高峰。从1997年并始,在中国超级稻项目运作中积极组织与推进创造水稻高产蔚纪录。新世纪的第一年,由印度人保持丁四分之一世纪的每亩~1184.7公斤的世界纪录,终于由中国育种专家改写了。e—杂交稻的育种技术、超级e—杂交稻的育成,eui基因的新发现,一项项都达到世界领先水平。他们在绿色的田野上,创造了金色的希望。他的成就受到政府和人民的高度赞扬。他的“奎辐3号选育”,荣获1978年福建科学大会奖;他的“光温敏核不育水稻的光温反应及光温敏核不育的肯定”,荣获1993农业部科技进步二等奖;他的“杂交稻籼型不育系的遗传育种研究”,荣获1995年国家教委科技进步三等奖。
    杨仁崔教授领导研究所、课题组,在研究出一批具有世界先进水平的成果的同时,培育出一批高素质的人才。研究所已培养出博士18位、硕士46位、博士后2位,还有13位博士生、20位硕士生在读。杨教授本人协助过卢浩然教授指导硕士、博士10多位,独立指导博士生8位、硕士生7位。这些学生许多已成农业科研教学单位的领导人或学术骨干。
    杨教授认为,达到世界先进水平并不是到达顶峰。进入新的世纪,他瞄准新的目标:对新发现的eui基因,应用分子生物学技术,实现基因定位,尽快进行克隆;继续试验、组配新的超级杂交稻种;把广泛应用的超级杂交稻改造成e—超级杂交稻,并形成育种、推广的产业化经营……他要在绿色的田野上,创造出新的希望!   
       杨仁崔1996年初留学回国后的工作情况
    1994—1996年留学期间引进国际水稻研客所(1RRl)超级水稻种质材料和学术与技术资料,实席性地推进“中国超级稻研究”立项。承担国家和部、省重点、重大牺’目十项,鉴定或审定科技成果或品种十四项;其中e—杂交稻研,究取得重大突破,成果居国内外领先水平,并展现较高的学术水平与取得巨大社会与经济效益的前景。
    一、促进“中国超级稻研究”立项
    1996年1月回国,“国际水稻研究所超级稻研究进展”一文及关于中国超级稻研究的建议书,报告了国家科委和农业部,谅年4月19日国务院领导批示给农业部,像搞二弹一星一样组织中国科学家攻克中国超级稻。6月,“中国超级稻选育”以中华农科教基金项目和农业部重点项目立项。11个省市的农科院和农业大学参加。
    杨仁崔为项目专家委员会常务副主任。8月,“全国超级稻鉴评研讨会”在福建农业大学召开。
    二、近五年承担的主要科研项目
    主持或参加国家、部、省重点、重大项目10项:
    1.中国超级稻选育与栽培体系,  中华农业科教基金、农业部重点项目(主持、参加)。
    2.超级稻、野生稻渗入基因系引进、评价和利用研究,农业部“948”项目(主持)。
    3.中国超级稻育种和生产技术集成,农业部重大项目  (参加)。  
    4. 福建超级稻研究,福建省科技攻关项目(主持)。
    5.长穗颈培矮64eS繁殖制种及组合试种示范,  国家863计划(主持)。
    6.水稻eui1、eui2基因育种应用的遗传评价,  国家自然科学基金(主持)。
    7.主要农作物育种材料和育种技术研究,  国家重点科技项目(攻关)诗划(主持一项,参加一项)。
    8.高秆隐性杂交稻评价和应用研究,福建省农业重大项目(主持)。
    9.水稻euii、eu遏基因的精细定位及其分子标记辅助选择育种技术体系,福建省自然科学基金重大项目(副主持)。
    10.中菲杂交稻合作研究,福建省重点项目(副主持)。
    三、五年来工作主要成效
    (一)鉴定的科研成果,审定的杂交稻组合:
    1.水稻eui基因的新发现,长穗颈不育系选育和高秆隐性杂交稻育种技术体系建立
    2.长穗颈不育系Ⅱ—32eA(1)选育
    3.长穗颈不育系协青早eA(1)选育
    4.长穗颈不育系协青早eA(2)选育
    5.长穗颈不育系冈46eA(1)选育
    6.长穗颈不育系金23eA(2)选育
    7.低温敏长穗颈核不育系培矮64eS(1)选育
    8.籼型不育系I龙特浦A选育
    9.籼型糯稻不育系龙特浦槐A选育
    10.籼型糯稻不育系冈46糯A选育
    11.杂交稻组合汕优669选育(审定) 
    12.杂交稻组合特优669选育(审定)
    13.杂交稻组合冈优669选育(审划)
    14.杂交稻组合威优89选育(审定)
    (二)所选育的杂交稻近五年推广应用累计500万亩左右,估计取得增产1亿公斤以上稻谷的社会经济效益。
    (三)毕业4位博士生,4位硕士生。
    四、申请发明专利二项
    1.水稻不包颈雄性不育系的选育方法,1998。
    2.一种杂交稻的选育方法,1999
    五、译著“杂种优势和杂交水稻育种”一部,文章近20篇

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