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李振聲和他的雜交小麥

2009-05-07 09:22
糧食決策參考 2009年7期
關鍵詞:條銹病雜交小麥

余 瑋

如果說袁隆平是“雜交水稻之父”,那么李振聲稱得上是“中國小麥遠緣雜交之父”?!澳显崩睢?,一個研究水稻,一個研究小麥,都用數十年的心血和智慧培育出了豐碩的果實,他們讓廣大農民受益,讓中國人乃至全世界受益。2007年,李振聲院士因杰出的科學成就被授予2006年度國家最高科學技術獎。

“最大的夢想是不餓肚子”

“你聽說了嗎?咱村的李振聲獲得國家最高科學技術獎了?!薄霸鄞謇锍雒死?,李振聲獲大獎了?!薄粫r間,山東省淄博市周村經濟開發區南謝村沸騰了,全村的男女老幼奔走相告。 1931年2月,李振聲出生在淄博市一個農民家庭里,從小就對農業有接觸,一般的農活都參與過。他11歲那年,山東大旱,據志書記載:“1942年,山東大旱,6月始降小雨,秋早霜,高粱受凍無粒,其他作物嚴重受災,糧食歉收。1943年,災荒嚴重,餓死者、賣兒賣女者甚多,外出討飯者無數?!?/p>

李振聲還記得,“那幾年青黃不接時,榆樹葉和樹皮都吃光了。蔥干蒜皮都是好東西,也有人餓死。那個時候我就明白了‘誰知盤中餐,粒粒皆辛苦的道理?!?/p>

盡管當時全家十分艱難,李振聲的家庭還是很重視對孩子的教育,總是想盡辦法送孩子上學。李振聲先是在農村上私塾,就讀于周村培德學堂,之后在光被中學(淄博六中前身)念中學。13歲那年,父親病逝,母親一人帶著4個孩子,日子愈發艱難。李振聲靠哥哥在濟南一家店鋪當伙計的工錢和親戚的幫助讀到了高中二年級。

一個偶然的機會,李振聲在街上看到山東農學院打出的一個招生廣告,上面寫著“免費食宿”。心想:天下還有這么好的事,既能上學,還有飯吃。于是,李振聲又萌生繼續學業的想法,就抱著試一試的心理報考了,沒想到考上了,“這是我人生的一大轉折,是濟南解放給我提供了這個條件,所以也就對這個機會特別珍惜,學習比較努力?!?/p>

解放前的連年旱災,讓他對餓肚子有著特殊的記憶,而這段刻骨銘心的經歷,讓李振聲深知“民以食為天”的內涵,立志要讓所有的人吃飽飯,被山東農學院農學系錄取讓他興奮不已,他成了全村第一個大學生。

“要吃面,種小偃”

1951年,李振聲從山東農學院畢業后被分配到中國科學院北京遺傳選種實驗館工作,這對當時的他而言有些出乎意料。

當時,遺傳選種實驗館有遺傳組、生理組和栽培組3個課題組,李振聲被分工到栽培組,師從土壤學家馮兆林從事種植牧草改良土壤的研究,分工負責牧草種質資源的收集、種植與生物學特性的觀察研究。幾年中,他對800多種牧草進行了較深入的觀察與研究。

1956年,響應國家支援大西北的號召,李振聲放棄北京優越的工作和生活條件,背起行李,奔赴西部小鎮--陜西楊凌,在中國科學院西北農業生物研究所開始了小麥育種的研究。從此,李振聲開始了在大西北31年的科研生涯。

這一年,中國經歷了歷史上最嚴重的小麥條銹病大流行。小麥條銹病是小麥生產上典型的氣流傳播大區域流行性病害。剛剛開始侵入時肉眼是看不見的,到了后期以后病菌癥狀顯示出來,在小麥葉片上會發現一行一行粉狀的東西,“像黃銹一樣的孢子堆是一行一行,一條一條的,我們叫條銹,即條銹病”。一旦發生將在大面積范圍內流行,會造成小麥產量的損失,減產30%到50%,甚至絕收。為此,小麥條銹病這種傳染性極強的病害有“小麥癌癥”之稱,嚴重威脅著小麥糧食生產。

當時只有25歲的李振聲憂心忡忡。他決定從事小麥改良研究,為農民培育出優良抗病的小麥?!耙鹦←湕l銹病大流行的原因是,病菌變異的速度快,育種的速度慢,即8年才能育成一個小麥新品種,而據25個國家統計條銹病平均5.5年就能產生一個新的生理小種,成為當時一個世界性難題?!?/p>

李振聲通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。于是,萌發了通過牧草與小麥雜交把草的抗病基因轉移給小麥的想法。 通過對小麥歷史的研究,李振聲更加堅定了這一想法。李振聲的想法就好比為牧草和小麥進行特殊的“婚配”,讓小麥的后代獲得草的抗病基因?!昂帽葹樾←溦乙粋€牧草丈夫,因為是遠緣,就像馬和驢雜交的后代騾子沒有生育能力,所以讓小麥的后代獲得草的抗病基因,難度非常大?!崩钫衤曊f。

所幸的是,李振聲提出的通過遠緣雜交將草的抗病基因轉移給小麥、選育持久性抗病小麥品種的設想,得到了植物學家聞洪漢和植物病理學家李振歧的支持。為解決小麥條銹病這一世界性的難題,李振聲另辟蹊徑,對遠緣雜交開始進行深入研究和探索。 在1964年,小麥成熟前連續40天陰雨,到6月14日天氣突然暴晴,一天的工夫讓幾乎所有的小麥都青干了?!拔覀?000多份雜種中除小偃6號的‘祖父小偃55-6和長穗偃麥草之外,其他全部青干了。而它仍保持著金黃顏色,這是一個十分難得的材料,我們抓住這個材料又經過兩次雜交,育成了一個具有相對持久的抗病性、高產、穩產、優質的小麥新品種——小偃6號?!崩钫衤曊f,對雜種的鑒定與篩選有時要靠機遇與細心的工作。

“小麥也是3種野生植物雜交后,經過9000多年的自然選擇和人工選擇的結果。那我們能不能讓小麥同抗病、抗旱的野生草種再次雜交呢?”望著因條銹病大流行而嚴重減產的麥田,25歲的李振聲把目光聚焦在遠緣雜交育種上。

經過20年的努力,他帶領課題組克服了小麥遠緣雜交不親和、雜種后代不育等困難,將偃麥草的抗病和抗逆基因轉移到小麥當中,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,其中僅小偃6號就累計推廣1.5億畝。小偃系統衍生良種70多個,累計推廣面積大概在3億畝以上。

由于小偃麥的抗病性強、產量高、品質好,在黃淮流域冬麥區廣泛種植,于是農村流傳開了這樣一句民謠:“要吃面,種小偃?!笨墒?,李振聲則笑言:“我們今天能吃到發面饅頭和面包,應該謝謝大自然,也要謝謝給小麥提供優良基因的小草?!?/p>

上個世紀80年代以后,農民逐漸加大對化肥的施用。而中國的磷礦主要在西南地區,儲量少、品位低,很多磷肥都要靠進口。李振聲開始琢磨:中國的磷礦資源再有100年就開采完了,我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。這樣不僅可以利用了資源,還節省了化肥,保護了環境。

于是,李振聲開始了艱苦卓絕的探索。他在北京市昌平建立了一個育種基地?;貏偨ㄆ饋淼臅r候,沒有食堂、沒有衛生間、沒有圍墻,連路都不通。李振聲就帶個飯盒,在田里一呆就是一天。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。 功夫不負有心人,李振聲最后發現了一批“磷高效”和“氮高效”的小麥種質資源,并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、陜西等省累計推廣700萬畝。隨后,他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物的優化分配研究,解決了過去長期存在的優質和高產之間的矛盾。

上個世紀90年代后,李振聲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,并成為農業973項目研究的重要指導原則。

“把99%的時間花在調查研究上”

嚴謹而不失溫和,衣著樸素而精神矍鑠。作為來自農民家庭的科學家,李振聲始終在為中國人民的“吃糧”問題奔忙。一般人難以把他和中國科技最高獎聯系起來,一般人也難以認為我國小麥遠緣雜交的奠基人就是這慈祥樸實的老者。李振聲反復強調說:“搞科研,甚至要把99%的時間花在調查研究上。這樣得出的結論才算是水到渠成?!?/p>

李振聲是這樣說的,也是這樣做的。小麥育種是李振聲課題組主要研究方向之一,在整個小麥生長期里,他經常前往研究所農場試驗田,親自調查麥子的生長狀況。一年四季,在田間地頭總可以看到李振聲忙碌工作的身影。有時候,突然發現一個好材料就像找到了一個寶貝,他高興得像一個孩子樂不可支,并且總能想出辦法把這個材料盡快用到育種工作中去。往往在田間工作大半天,助手們都感到有點兒累了,他仍然不知疲倦地調查記錄。

“創新”也是李振聲一直提倡的觀點。他說,科學研究本身就是不斷發展變化的,人只有不斷地學習才能在做研究的時候有所創新?!皶旧系闹R都是間接知識,是別人總結出來的。要堅持科學創新,必須得把書本中的知識拿到實踐中去驗證。當你發現了書本知識和實際情況不一樣,有了問題的時候,那就是創新的起點了?!?/p>

李振聲聲名鵲起,各種獎勵接踵而來。李振聲在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”。但李振聲最熱衷的仍舊是到田間地頭去看小麥,他說:“真正給我打分的是農民?!闭Z言樸實,卻振聾發聵。當學術界的浮躁風日盛時,細品李振聲的話,讓人別有一番滋味上心頭。

女兒眼中的完美人

對待事業一絲不茍的李振聲在生活中常常會嚴格要求自己的孩子。 李振聲的女兒李濱說:“父親為人正直嚴謹,謙和寬容。工作時一絲不茍,生活上但求溫飽,他幾乎是個完美的人?!崩顬I女承父業,和父親在一個實驗室工作了近20年,她印象最深的就是父親對工作的嚴謹?!案赣H對工作的嚴謹貫徹始終。他64歲時,因工作需要向沈允鋼院士、匡廷云院士請教有關光合作用的知識和研究方法。他聽說中午葉子的氣孔會關閉,就和匡院士在大日頭底下一起跑到田里觀察葉子?!崩顬I說。

李振聲不但在遺傳育種方面開創了小麥遠緣雜交品種在生產上大面積推廣的先例,還創建了藍粒小麥和染色體工程育種新系統。這是一項原創性成果,為小麥染色體工程育種的實用化開辟了一條新路。他的這項成果促成了首屆國際植物染色體工程會議在中國西安召開,受到來自15個國家的100多位專家的充分肯定。

“學點哲學,可以少走彎路”

1992年,李振聲退居二線后工作并沒有停止。他在昌平平西府建立了一個育種基地。國家自然科學基金委主任陳宜瑜回憶說:“基地剛建起來的時候,沒有食堂、沒有衛生間、沒有圍墻,連路都不通。李振聲就帶個飯盒,在田里一呆就是一天?!本褪窃谶@個基地,李振聲開創了小麥磷、氮營養高效利用的育種新方向,發現了一批“磷高效”和“氮高效”小麥種質資源,揭示了其生理機制與遺傳基礎。如今,他針對我國國情提出的“少投入、多產出、保護環境、持續發展”育種目標,已經成為農業973項目研究的重要指導原則。

面對眾多邀請介紹成功經驗的訪談,李振聲說:“幾十年的經驗使我深刻體會到,學點哲學可以少犯錯誤,少走彎路?!逼渲?,艾思奇有關唯物論和辯證法的論述對他影響深刻。李振聲說:“對科學研究來說,具有重要指導作用的哲學原理是:世界是物質的,物質世界是可以認識的。人的認識,如果能正確反映客觀規律,就是正確的認識,否則就是錯誤的。按照客觀規律辦事就能成功,否則就會失敗?!?/p>

李振聲說:“回顧50多年來的歷程,我覺得有四點在工作中發揮了重要作用:第一,社會責任感;第二,明確的工作目標,人的精力有限,一輩子能集中時間和精力做成一兩件對社會真正有益的事情就不錯了;第三,持之以恒的毅力;第四,依靠集體和團隊,這是成功的保證?!?/p>

如今,李振聲工作的重心主要放在培育青年一代和農業咨詢工作上??偨Y半個多世紀的科研之路,李振聲說:“我只是提供了一些方法,一點思路?!?/p>

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