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章回小说《魔稻演义》: 杂交水稻谈何易 不育母本是关键

 PaperRSS 2023-01-19 发布于北京

作者:毛昌祥 广西农科院,PaperRSS已获得作者授权发布。

本文系章回小说《魔稻演义》第12回章节。

第十二回

杂交水稻谈何易 不育母本是关键

上回讲到,袁隆平和学生们,用一般的水稻品种,通过人工去雄,异花授粉,获得了不少“杂交组合”其中有几个组合比双亲优势强,第一次看到了、验证了“杂种优势”的存在,“杂交组合”也就是后来的“杂交水稻”如果能够大面积用于生产,那就完全成功了。问题来了,如何得到大量的杂交水稻种子,提供给农民大面积种植?袁隆平和学生们得到的百十来颗“杂交种子”,是通过费时费工的人工去雄,将正常水稻每一朵花里的6个雄蕊,即花药,用剪刀镊子,小心翼翼去掉,再授以其他水稻品种的花粉,得到这粒“杂种”种子,这里提供花粉的品种,我们就叫它“恢复系”。实践证明一个人一天下来,只能做百十来个去雄杂交,要得到数以吨计的杂交水稻种子,该要多少万人数周的辛勤劳动啊,那就划不来了。

 

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看来,关键就是要有一种自身的花粉是不育的水稻品种,用它做母本,然后用其他正常的水稻品种给它授粉,这样就能得到大量的杂交水稻种子。然而,又有问题了,这个自身花粉不育的品种,我们就教叫它“不育系”吧,如何使它一直能够保持自身不育,又能够传宗接代,那就需要另外一个品种或方法,保持它的永远不育,又不断代。这个品种后来叫做“保持系”。

 

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其实,早在袁隆平之前,一些国家的科学家就探索过水稻杂种优势的利用,大都是卡在了这个“不育系”身上,当然也有“保持系”和“恢复系”的问题。例如,1926年美国人琼斯首先发现了水稻雄性不育现象,提出水稻具有杂种优势。后来印度人、马来西亚人、巴基斯坦人以及日本人,都进行了水稻杂种优势的研究。其中日本的新城长友还研究出了利用杂交水稻必须的三系材料,只是因为,他研究出来的杂交水稻优势不强,没有实际生产价值。

 

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袁隆平的推论是,既然有天然的“杂交水稻”,那就有可能有天然的不育株。但是这种天然雄性不育的几率非常低,只有万分之一或更低。而人类男性不育的几率要高得多。袁隆平也只是有这个概念,也不知道这种天然的“雄性不育”水稻究竟什么样子,他打算来一个“大海捞针”,就到茫茫稻海里去一株一株找。这可是一件要有极大的决心去做的事情,而且要在水稻开花的时候走近每一株水稻,仔细用肉眼去判断,然后用显微镜加以最后鉴别的苦活,细致活。他自己必须参加,他的学生也要参加,但是还无法告诉学生“什么是不育水稻的特征”,自己“瞎子摸象”,还要学生跟他一起做“盲人”。

到了1964年的六七月份,早稻进入抽穗扬花时节,袁隆平一头扎进正在扬花的稻海里,他个子不算高,加上水稻田里还有尺把深的泥巴,在稻田里只看见一顶草帽在稻株间移动,除了观察开花的稻穗,他还得小心地移步田间,不能踩倒了田间的稻株,这样的速度,何年哪月能找到“雄性不育”水稻啊!功夫不负有心人,第14天他在一个叫“洞庭早籼”的水稻品种田里,还真的发现了一株雄花退化的稻株,奇迹啊,奇迹!这是他第一次见到这样奇异的水稻雄花,花开了,但花药瘦得很,里面没有花粉,一共6个花药全部是寡白色,也不开裂,可它的是雌蕊是正常的。他用随身带着的放大镜反复观察,确认无疑后,先用背着的照相机拍了一下这株水稻穗子的照片。从照片上是无法看清雄蕊和雌蕊的样子的,因为普通的照相机是没有那么大的像素的。他准备取几个稻穗,带回实验室用显微镜继续观察。

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他把这株稻子,挂了纸牌做了记号,回头好叫他的学生们来看看。走上田垄,他向周边几块田里的那几位学生高声喊道“同学们,好消息,我找到了一株,开来我这里看吧”。没多久,几个学生聚集到了他身边,一起走到这株“雄性不育”水稻。大家如获至宝,袁隆平要学生采了几个穗子,还叫他们把这株稻子,连根带呢,拔了起来,放到随身带着的水桶里,提回去,移栽到盆钵中,继续观察,做试验。这时,太阳也要落山了,就这样,胜利班师回朝的景象出现了:带着草帽的袁隆平雄赳赳气昂昂地走在前面,跟在后面的几个学生,提着一只水桶,装着一株水稻,有人手上捏着几个稻穗,一路上唱着歌“日落西山红霞飞,战士打靶把营归,把营归,胸前的红花映彩霞,愉快的歌声满天飞,米索拉米索,拉索米多来,愉快的歌声满天飞”。不例外地,袁隆平又掏腰包为学生们的晚餐加了点油水。

 

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这时袁隆平和学生们花了14天才获得的唯一收获,他估计,至少十四五万株水稻被他们“检阅了”,晚饭后,他带学生们到了实验室,用显微镜检测了“天然雄性不育”稻穗的花粉,在显微镜视野里,看到的都是败育了的水稻花粉,类似于人类男性不育症的那种“不能游动或发育不正常的精子”。袁隆平推断,这可能只是“水稻天然雄性不育”的一种形式,还要继续找,因为有了第一次的发现,信心倍增。不光在1964年早、晚两季水稻田里,到了1965年,他们还在水稻田里继续“大海捞针”,功夫不负有心人,他们目测了几十万个稻穗后,在洞庭早籼、胜利籼、南特号以及早粳4号几个品种中,找到了6株天然雄性不育株。观察了所有6株稻子的全部穗子后,袁隆平归纳出,这些天然雄性不育株有3种类型:第一类是无花粉型,第二类花粉败育型,第三类是花药退化型。每一种类型的典型特点是什么,袁隆平都搞清楚了,记录了下来。“瞎子们一起摸象,象也就露出了全貌”,而且这帮瞎子们成了画象专家。

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他们将从田间取回的稻株移栽到了盆钵中,让它们长出再生的穗子,继续观察,发现不育的情况没有改变。另外是马上用不同水稻品种的正常的花粉与那些“天然雄性不育”品种杂交,得到了“杂交稻种”,连续两年的结果显示,天然雄性不育株的人工杂交结实率可以高达百分之八十甚至更高,说明它们的雌蕊都正常。所有“杂交种子”种下去了,产量潜力和优势水平观察,令人兴奋,有几个“杂交组合”非常有优势!这里除了袁隆平和他的学生的功劳外,还有一个人的加入,那就是袁隆平的新婚妻子邓则,她也“木兰从军”加入到了夫君的战斗队伍,一起体验着丈夫劳动的辛苦,也享受着新婚燕尔的幸福。

前面没有任何动静,怎么突然就冒出了“袁隆平的妻子邓则”呢? 看官,不要急,这里的故事很是动人,且请听我下回分解。

                         2022-5-31 8:20 完成)

          


《魔稻演义》作者简介:

毛昌祥,男,1947年生,湖南岳阳人,广西农业科学院研究员;“杂交水稻之父”袁隆平院士的弟子、好友以及同事。作为联合国粮农组织长期聘请的杂交水稻技术顾问,毛昌祥已经指导了20多个国家的杂交水稻发展战略和技术推广,为中国杂交水稻走向世界作出了巨大贡献。毛昌祥曾任联合国粮农组织特聘杂交水稻技术顾问,世界银行、联合国开发计划署、亚洲开发银行等国际机构特聘专家顾问,是“中国种子商业化”“亚洲杂交水稻发展”“绿色超级稻”等大型国际项目的技术指导和特聘专家。

2020年11月13日荣获第十一届袁隆平农业科技奖;近期代表作品《恩师袁隆平——袁隆平的亲笔信》、《稻济天下——袁隆平鲜为人知的故事》等。



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