奏響實(shí)現(xiàn)三系雜交稻配套的凱歌
袁隆平查閱了雜交高粱培育三系和配套的方法后認(rèn)為,要突破雜交水稻的第一關(guān),是找到水稻中的“雄性不育株”。他借鑒雜交玉米和雜交高粱選育過程中尋找雄性不育株的路子,開始了查找水稻雄性不育株的影子。
1964年的夏天,在水稻抽穗揚(yáng)花的季節(jié),袁隆平發(fā)現(xiàn)了第1株天然不育株。接著,他又找到了3株不育株。到1965年,袁隆平從4個(gè)品種中發(fā)現(xiàn)了6株雄性不育株。他研究發(fā)現(xiàn),在6株雄性不育株中,屬于無花粉型的有2株,屬于花粉敗育型的有2株,屬于花藥退化型的也有2株。他探究了3種雄性不育類型的不育特性和不育程度,并肯定了這些雄性不育株的研究?jī)r(jià)值。
1965年10月,袁隆平對(duì)獲得的材料和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了梳理和分析,撰寫出論文《水稻的雄性不育性》,寄往《科學(xué)通報(bào)》等刊物。1966年2月,《科學(xué)通報(bào)》第17卷第4期大膽登載了全文。論文像一支嚆矢劃破了多年雜交水稻研究的凝固空氣,勇敢地沖擊了“自花授粉作物沒有雜種優(yōu)勢(shì)”的傳統(tǒng)觀念。為袁隆平創(chuàng)新思想寶庫(kù)鋪下了第一塊奠基石。
對(duì)袁隆平的觀點(diǎn),當(dāng)時(shí)學(xué)術(shù)界貶大于褒。個(gè)別“學(xué)術(shù)權(quán)威”斷言他對(duì)遺傳學(xué)無知;一些人譏諷他不過是異想天開。但不育系的發(fā)現(xiàn),肯定了袁隆平的想法;而論文的發(fā)表,更是給他莫大的支持。但如何才能實(shí)現(xiàn)水稻雜交優(yōu)勢(shì)的利用呢?袁隆平認(rèn)真考慮再三后,擬定了一個(gè)培育“雜交水稻”的技術(shù)路線,稱為“三系配套方法”。這三系的名稱是“不育系、保持系、恢復(fù)系”,三系雜交水稻的培育方式是這樣的:
首先,找到雄性不育株,即母禾。
其次,找到一種特殊水稻品種做父本,即保持系,用父本給母禾授粉,使其后代保持雄性不育特征。
第三,選擇一個(gè)稻種與不育系雜交,使其后代恢復(fù)生育能力,叫恢復(fù)系。三系配套,便可制種。
這樣,“不育系”“保持系”“恢復(fù)系”三者共居于一個(gè)和諧的家庭中,既分工又合作。不育系依靠保持系來傳宗接代,代代不育;不育系通過恢復(fù)系產(chǎn)生雜交種子,這種具有雜種優(yōu)勢(shì)的種子種植于大田便產(chǎn)生了高產(chǎn)效應(yīng)。
技術(shù)路線決定之后,袁隆平搞來一些瓷盆土罐,為選育出來的稻種開起了“小灶”,總共有60多盆。
正當(dāng)袁隆平的研究步入正軌之時(shí),史無前例的“文化大革命”開始了。他成了當(dāng)時(shí)安江農(nóng)校擬批判的“八大重點(diǎn)”對(duì)象,原因是他的“出身問題”和“現(xiàn)行問題”。但幸運(yùn)的是,他不僅躲過了劫數(shù),雜交水稻研究還獲得了支持。原來,他的論文發(fā)表后,很快被原國(guó)家科委九局的熊衍衡同志發(fā)現(xiàn),并及時(shí)報(bào)送趙石英局長(zhǎng)閱示。趙石英立即請(qǐng)示國(guó)家科委黨組,黨組書記聶榮臻元帥表示,國(guó)家科委要支持此事。趙石英及時(shí)以國(guó)家科委九局的名義,致函湖南省科委和安江農(nóng)校,要求支持袁隆平的研究。
1967年3月16日,湖南省科委決定將“水稻雄性不育”正式列入省級(jí)科研項(xiàng)目,并下?lián)苎芯繉??00元。省農(nóng)業(yè)廳還批準(zhǔn)兩名“社來社去”的學(xué)生李必湖、尹華奇畢業(yè)后留校給他當(dāng)助手,在國(guó)家支持下,雜交水稻研究由袁隆平的孤軍作戰(zhàn)轉(zhuǎn)向小團(tuán)隊(duì)研究。
在海南、云南元江、湖南經(jīng)三年輾轉(zhuǎn)研究,雖歷經(jīng)坎坷,卻依然沒有取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。袁隆平分析認(rèn)為:所用的測(cè)交材料,全是常規(guī)稻種,它們的基因不是相同便是太近,可能導(dǎo)致保持效果不理想。他決定改變策略,尋找野生不育株,利用遠(yuǎn)緣雜交稻種實(shí)現(xiàn)配套。
袁隆平與兩位助手經(jīng)過大量的調(diào)查和篩選,決定從海南開始尋找野生稻。功夫不負(fù)苦心人,1970年11月23日上午,研究小組中的馮克珊與李必湖發(fā)現(xiàn)了一片約3畝面積大小的普通野生稻,并從中找到了野生稻雄性不育株。當(dāng)時(shí)正在北京出差的袁隆平接到李必湖的電話后,當(dāng)即趕到海南。經(jīng)仔細(xì)觀察和辨認(rèn),袁隆平確認(rèn)這是雄花敗育的天然野生稻。袁隆平高興之余,當(dāng)即將其命名為“野敗”。接著,袁隆平與研究人員馬上進(jìn)行轉(zhuǎn)育和配套工作。1973年,袁隆平用在海南島配制的10多斤雜交稻種,在湖南農(nóng)科院0.08公頃的試驗(yàn)田中試種,畝產(chǎn)高達(dá)505千克,豐產(chǎn)的鋒芒初露。當(dāng)年10月,在蘇州召開的水稻科研會(huì)議上,袁隆平鄭重宣布:我國(guó)秈型雜交水稻的“三系”已基本成功配套,雜交水稻技術(shù)發(fā)揮顯著增產(chǎn)效益指日可待!
接著,再戰(zhàn)告捷。1974年,他在安江農(nóng)校試種自己選育的強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合“南優(yōu)二號(hào)秈型”雜交水稻,畝產(chǎn)高達(dá)628千克……三系成功配套,展示了雜交水稻高產(chǎn)的魅力。豐收的田園稻浪蕩漾,簇開了金黃的果實(shí),創(chuàng)新的生命力被金黃之海演繹得大氣磅礴。
1975年冬,國(guó)務(wù)院做出了迅速擴(kuò)大試種和大量推廣的決定,并下?lián)?50萬元,用于雜交水稻的推廣,袁隆平被任命為技術(shù)總顧問。這年冬天,近萬人的“制種大軍”,浩浩蕩蕩進(jìn)入海南進(jìn)行“制種”工作。1976年4月,收獲雜交水稻種子400多萬千克。隨即,這些種子被轉(zhuǎn)運(yùn)湖南,播撒在三湘大地。在湖南推廣的208萬畝雜交水稻,平均每畝增產(chǎn)20%以上,取得了歷史上的重大突破。借得東風(fēng)好行船,從此,雜交水稻從三湘四水出發(fā),迅速染綠了大江南北,迎來了一個(gè)個(gè)沉甸甸的金色收獲。
國(guó)外稱雜交水稻為“東方魔稻”。他們認(rèn)為三系雜交水稻問世不僅在很大程度上解決了中國(guó)人的吃飯問題,而且也為解決世界性饑餓問題提供了法寶。甚至有專家把雜交水稻當(dāng)作中國(guó)繼四大發(fā)明之后的第五大發(fā)明,譽(yù)為“第二次綠色革命”。
雜交水稻瀑布
三系雜交稻增產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在根系發(fā)達(dá)、吸收力強(qiáng);分蘗力強(qiáng)、植株生長(zhǎng)旺盛、抗逆性好;穗大粒多,光合作用效率高,并具有較廣泛的適應(yīng)性等。從1976年到1988年,全國(guó)10多年中累計(jì)種植雜交水稻面積12.56億畝,平均每畝增收稻谷20%以上,累計(jì)增產(chǎn)稻谷1000多億千克,增加總產(chǎn)值280億元,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。