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 谁能拯救我110 2014-06-10
做实验累、不出结果,发论文难、毕业受阻……这些问题已成为研究生,特别是博士生最头疼的事情。是实验难出结果?还是我们没有静心致力于科研?浮躁、好高骛远、急于求成、半途而废,似乎已成为研究生学子的一种通病。日前,著名遗传学家、小麦育种专家、中国科学院院士李振声在中国农业科学院研究生院第二届学术节上,寄语中国农业科学院、中国科学院、中国农业大学等学农的研究生:搞科研要以兴趣为始,以毅力为终。
天才在积累 聪明在勤奋
我1951年毕业后,被分配到北京中国科学院工作期间,有机会聆听了一些著名专家的报告。其中,留给我印象最深的是“华罗庚先生讲怎样学习”、“钱三强先生讲怎样做研究”、“艾斯奇先生讲唯物论和辩证法”。
华罗庚先生的“别人起床时,已学习四个小时”、“学会读书,将一本厚书读薄”的勤奋精神感染着我,让我懂得“天才在于积累,聪明在于勤奋”的道理。
钱三强先生说,做研究必须注意基本训练,包括怎样收集资料,怎样选题,怎样进行实验设计,怎样整理分析数据,怎样撰写论文等。当他做第二个题目时,难度比第一个课题还大,但一年半的时间就完成了。钱先生说,认真完成基本训练就为以后的工作打下了基础。
听艾斯奇先生讲唯物论和辩证法,收获主要有三点:第一,懂得了唯物论与辩证法不是少数人的哲学,是大众的哲学。他对每个人的做人和做事都有指导作用;你不学也可以做人和做事,但是学习之后可以帮助你少犯错误,少走弯路。第二,对科学研究来说,具有重要的指导作用。按照客观规律办事就能成功,否则就会失败。第三,学习哲学的捷径是读毛主席的《实践论》和《矛盾论》。几十年的经验,使我深刻体会到,学点哲学的确可以使人做事情少犯错误,做研究少走弯路。要学会一分为二地看问题,天无绝人之路。古人云:车到山前必有路,柳岸花明又一村。
我的导师冯兆林先生。是一位土壤学家,我跟随他做的第一个实验就是小麦冬灌。冬灌本来是农民的经验,但是他知道,从土壤温度和水分的动态变化中解释冬灌后增产的科学规律。
四位先生的教诲,使我懂得了怎样学习,怎样选题,怎样进行实验设计,怎样分析实验结果,撰写论文以及如何找出科学规律等。几十年过去了,我至今记忆犹新,仍指导我的生活与学习。我希望你们记住这些珍贵的治学经验,使之成为推动自己学习和进步的力量,更希望你们通过自己的努力,成为建设祖国和振兴中华的栋梁。
远缘杂交创新发展
我在北京工作5年后,响应中央支援西北建设的号召,与课题组13位同志一起,调到陕西杨凌中国科学院西北农业生物研究所工作。在北京期间,跟随导师、土壤学家冯兆林先生从事种植牧草改良土壤的研究,曾经收集、种植800多种牧草,对牧草研究有一定基础。到西北后,在生产上遇到的突出问题是小麦条锈病大流行,导致小麦减产20%%—30%。引起小麦条锈病大流行的原因是,病菌变异的速度快,育种的速度慢,8年才能育成一个小麦新品种。而据25个国家统计,条锈病平均5.5年就能产生一个新的生理小种,成为当时一个世界性难题。在这种情况下,我提出通过远缘杂交,将草的抗病基因转移给小麦,选育持久性抗病小麦品种的设想。这个设想得到了植物学家闻洪汉教授和植物病理学家李振歧教授的支持。
有人问我:为何能把小麦和草进行远缘杂交?这还应从小麦的进化说起:我们现在种植的普通小麦是由三种野生植物经过两次远缘杂交,经历了九千年的自然选择和人工选择,才形成了我们今天的小麦。九千年以前,在中东地区古墓里边挖出来的,只有一粒小麦,这个叫一粒小麦,一个小穗上只结一粒种子,产量很低。九千年以后,这个一粒小麦就遇到了一个田间杂草,叫拟斯卑尔脱山羊草,发生了天然杂交,这就是远缘杂交。杂交把草的一些特性增加到小麦里边来了,一粒小麦就变成了二粒小麦,比一粒种子产量就高了。可是到公元前五千年左右的时候,二粒小麦又和另外一个山羊草相遇,进行了第二次远缘杂交。第二次远缘杂交以后,小麦的面粉产生了非常大的变化。一粒小麦和二粒小麦的面粉都是不能发面的,到了普通小麦,这个面粉才能够发起来。我们今天能够吃到馒头、面包,就是因为能够发面,这个基因哪里来的?就是它的第二个衍生亲本粗山羊草贡献了这个基因。除了普通小麦之外,没有任何作物的面粉是能够发面的,就是因为第二次的远缘杂交,所以产生了普通小麦,它的产量高,面粉的品质又好。了解这个情况,我就产生一种新的想法,我们能不能通过人工的办法,把另外的草好的基因加到小麦里边来呢?我对草做了几年的研究,看到草抗病能力非常强,就想能不能拿草来和小麦做一下杂交,把草的抗病基因转移到小麦里边来?头一年我们选了12种牧草和小麦做杂交,其中成功了三种。从后代来看,长穗偃麦草最好,所以这以后就集中来做长穗偃麦草,这样一做就做了20年。通过这个杂交,我们就选育了一系列的品种,叫小偃麦系列,其中小偃6号就是其中之一。
然而远缘杂交有三大困难:第一,两个不容易杂交成功。第二,杂交成功以后,杂种后代是不育的,就像驴和马杂交以后产生了骡子,骡子是不能下骡子的,但是它可以干活,小麦不结种子有什么用处?第三个困难,它的特性差异很大,杂种分离得形形色色、各种各样,而且很不稳定。因此,整个育种过程非常艰辛。起初为了得到最优质的小麦品种,要从成千上万株小麦中挑选出一株最好的进行繁育。杂交,筛选,再杂交,再筛选……一晃8年过去了,优良品种还是没有培育出来。那段日子,非议接踵而来,甚至受到“研究工作脱离实际”的责难和批评。即便如此,我还是选择了坚持。
多年苦功终见成效
1964年,机遇终于出现。就在小麦收获期到来前,接连不断地下了40多天雨。等到天气突然暴晴时,一天之内,几乎所有的小麦全部干枯了。在1000多份杂交品种中,除了长穗偃麦草以外,只有一个品种还保持着金黄色——“小偃55”(小麦和牧草的杂交品种)。在阳光的照耀下,它舒展着叶片,一片耀眼的金黄。眼前的景象让我兴奋,多年的苦功终于见到成效!
几年后,杂交成果“小偃6号”诞生,凭借其抗病性强、产量高、品质好的特质,在黄淮流域冬麦区广泛种植。一时间,陕西农村流传开了一句民谣:“要吃面,种小偃”。到目前为止,“小偃6号”系列及其衍生品种达50多个,在全国累计推广3亿亩以上,增产超过150亿斤。
然而,小偃6号的育种过程耗费时间太长(20年),别人很难重复,于是我们必须另寻捷径。
我们的创新点,是运用从偃麦草中得来的蓝粒基因创造了一套蓝粒单体小麦。蓝粒单体小麦在一个麦穗上可以长出四种颜色的种子,深蓝、中蓝、浅蓝和白粒,不需要用显微镜,只根据种子颜色就可以知道它的染色体数目:深蓝的42条,中蓝和浅蓝的41条,白粒的40条。40条染色体的小麦叫缺体,用它与远缘植物杂交,可以较容易地将外源染色体转移到小麦中,为染色体工程育种开辟了一条新路。这项成果受到Sears等国际小麦遗传育种学家的好评。
1995年,我写了题为《我国农业生产的问题、潜力与对策》的报告。报告指出,我国具有新增1000亿斤粮食的潜力,总量将由9000亿斤增长到1万亿斤,并提出了相应的对策和实现目标的建议。就在我提出这份报告的同时,一本由美国人莱斯特·布朗撰写的畅销书《谁来养活中国》出版,引起轰动。3年后,虽然我国粮食总产量如我所料,达到1.02万亿斤的预计目标,但此后却破天荒地连续5年减产。作为农业科学家,我觉着肩上的压力特别大。经过科学分析,我发现我国粮食减产,70%以上的因素是粮食播种面积的减少,不到30%的因素是粮食单产的下降,即政策因素起了主导作用。因此提出争取3年实现粮食恢复性增长的建议,中央及时采取了有利的支农措施。到2006年,粮食总产量已经连续3年实现恢复性增长,达到9949亿斤。

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