1966年,一個(gè)青年在《科學(xué)通報(bào)》上投下了一枚“石子”,激起的漣漪,最終席卷了整個(gè)中國(guó),乃至世界。
那篇題為《水稻的雄性不孕性》的論文,起初并未激起太大水花——畢竟,在那個(gè)經(jīng)典遺傳學(xué)觀點(diǎn)根深蒂固的年代,誰(shuí)說(shuō)水稻有雜種優(yōu)勢(shì),幾乎等于挑戰(zhàn)常識(shí)。但袁隆平不信。他憑著一雙在田間練就的銳利眼睛,和一整套扎實(shí)到無(wú)法反駁的科學(xué)推理,硬是在“不可能”的土地上,鑿出了一條路。
六十年前的那粒理論種子,早已長(zhǎng)成參天大樹(shù)。今天,中國(guó)人把飯碗牢牢端在了自己手中。中國(guó)雜交水稻也走出國(guó)門(mén),在亞洲、非洲、拉丁美洲的數(shù)十個(gè)國(guó)家落地生根,為解決全球糧食安全問(wèn)題貢獻(xiàn)著中國(guó)智慧。
3月30日,稻作科學(xué)前沿報(bào)告會(huì)暨紀(jì)念袁隆平雜交水稻三系論文發(fā)表60周年活動(dòng)在三亞召開(kāi),活動(dòng)由中國(guó)科學(xué)院院士錢(qián)前、朱冰牽頭組織,全國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的院士、專(zhuān)家學(xué)者齊聚一堂,回顧歷史,展望未來(lái)。
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Part 01
一篇論文 一場(chǎng)雜交水稻革命
1966年,那是一個(gè)什么樣的年代?中國(guó)的大地上,人們剛剛走出物資匱乏的陰影,飯碗里盛著的,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上豐足。
那一年,袁隆平三十六歲,已經(jīng)把目光投向了更遠(yuǎn)的地方——能不能讓水稻自己給自己“雜交”?
雜種優(yōu)勢(shì),本是生物界普遍存在的現(xiàn)象。但根據(jù)遺傳學(xué)經(jīng)典理論及當(dāng)時(shí)國(guó)際上的普遍觀點(diǎn),水稻是自花授粉作物,花器小,雄蕊雌蕊擠在同一朵花里,天然異交率低得可憐。想讓兩株不同的水稻“聯(lián)姻”,首先得找到一株“雄性不育”的母本——它自己的花粉失效,只能接受外來(lái)的花粉。這無(wú)異于大海撈針。
但袁隆平在田間觀察中捕捉到了蛛絲馬跡。他發(fā)現(xiàn)了天然雄性不育株,并據(jù)此系統(tǒng)揭示了水稻雄性不育的遺傳規(guī)律。那篇發(fā)表于《科學(xué)通報(bào)》的論文,如同暗夜中的閃電,照亮了雜交水稻研究的漫漫前路。它不僅論證了技術(shù)可行性,更關(guān)鍵的是,它告訴所有人:這條路,走得通。
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從此,中國(guó)水稻育種事業(yè)開(kāi)啟了一場(chǎng)波瀾壯闊的革命。1970年,袁隆平團(tuán)隊(duì)在三亞發(fā)現(xiàn)野生水稻不育株——“野敗”。1971年,育成雄性不育系。1973年,宣告秈型雜交水稻“三系配套”成功。從理論到實(shí)踐,僅僅用了7年。這個(gè)速度,在世界農(nóng)業(yè)科技史上都是罕見(jiàn)的。
中國(guó)科學(xué)院院士錢(qián)前回憶起這段歷史時(shí),言語(yǔ)間滿是感慨。他說(shuō),正是袁隆平先生那篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文,讓中國(guó)的水稻育種事業(yè)從一個(gè)懵懂的“跟跑者”,開(kāi)始向著“領(lǐng)跑者”的目標(biāo)奮起直追。從“三系法”的艱辛探索,到“兩系法”的另辟蹊徑;從“汕優(yōu)63”的橫空出世,到超級(jí)稻的一次次單產(chǎn)躍升,每一步跨越,都深深烙印著那篇論文所奠定的理論基礎(chǔ)。
在《科學(xué)通報(bào)》執(zhí)行主編、中國(guó)科學(xué)院院士朱冰眼中,這篇論文的意義,遠(yuǎn)不止于案頭的學(xué)術(shù)經(jīng)典。它既是中國(guó)乃至世界雜交水稻事業(yè)的開(kāi)山之作,更是一個(gè)時(shí)代的注腳——個(gè)人的學(xué)術(shù)追求,如何與國(guó)家最迫切的需求,在稻田里完成了一次深沉的共振。
袁隆平的兒子袁定陽(yáng)后來(lái)回憶:“父親曾說(shuō)過(guò),他畢生的追求就是讓所有人遠(yuǎn)離饑餓。”這句話,成了一代育種人的共同信仰。而袁隆平留下的,不只是一株株高產(chǎn)的水稻,更是一種精神——心系蒼生、敢于創(chuàng)新、甘于寂寞、不懈求索。他常說(shuō):“書(shū)本上種不出水稻,電腦里長(zhǎng)不出莊稼。”這句話,后來(lái)被無(wú)數(shù)農(nóng)科人刻進(jìn)了心里。
事實(shí)上,受論文啟發(fā),雜交水稻的研究也逐步在國(guó)外興起。1977年,國(guó)際水稻研究所啟動(dòng)雜交水稻研究項(xiàng)目;上世紀(jì)90年代初,項(xiàng)目擴(kuò)展到南亞、東南亞諸國(guó);1991年,國(guó)際水稻所在菲律賓育成并釋放了首個(gè)國(guó)外的商業(yè)化雜交水稻品種……
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中國(guó)科學(xué)院院士錢(qián)前
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中國(guó)科學(xué)院院士、《科學(xué)通報(bào)》執(zhí)行主編朱冰
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中國(guó)工程院院士袁隆平的兒子袁定陽(yáng)
Part 02
代際跨越 從“三系”到“設(shè)計(jì)”
雜交水稻六十年,技術(shù)迭代的脈絡(luò)清晰得像一幅年輪圖。
袁隆平開(kāi)創(chuàng)的“三系法”,是第一塊基石。所謂“三系”,是指不育系、保持系和恢復(fù)系三系配套。不育系提供母本,保持系讓它代代相傳,恢復(fù)系則讓雜交后代恢復(fù)可育和強(qiáng)大的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。這套體系,解決了“怎么制種”的根本問(wèn)題。
但“三系法”并非沒(méi)有局限。恢復(fù)系資源受限、配組不夠靈活,科學(xué)家們又開(kāi)始探索“兩系法”——利用光溫敏核不育系,省去保持系,讓配組更加自由。這是從育種1.0到2.0的跨越。
進(jìn)入21世紀(jì),基因組學(xué)推動(dòng)育種邁入分子標(biāo)記輔助選擇的3.0時(shí)代。如今,中國(guó)正處于向4.0“分子設(shè)計(jì)育種”時(shí)代跨越的關(guān)鍵期。中國(guó)科學(xué)院院士李家洋曾用一個(gè)生動(dòng)的比喻解釋這個(gè)過(guò)程:“育種就像蓋房子,先要畫(huà)好圖紙,再按圖施工。”不再靠“碰運(yùn)氣”篩選性狀,而是像設(shè)計(jì)圖紙一樣,組裝控制高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病等性狀的“基因模塊”,按需定制理想品種。李家洋表示,“中科發(fā)”系列水稻,就是這一理念的實(shí)踐。
而下一個(gè)十年,將邁向“智能育種”5.0時(shí)代。李家洋描繪了這樣一幅圖景:一是培育“智能品種”,讓作物能主動(dòng)感知環(huán)境變化、調(diào)控生理狀態(tài),實(shí)現(xiàn)耐熱、抗病等性狀的按需表達(dá),從根本上破解高產(chǎn)與高抗的矛盾;二是實(shí)現(xiàn)“智能培育”,將人工智能、大數(shù)據(jù)與生物技術(shù)、傳統(tǒng)育種深度融合,推動(dòng)育種從“經(jīng)驗(yàn)選育”走向“精準(zhǔn)智造”。
技術(shù)的代際演進(jìn)背后,是一代代育種人的接力奔跑。中國(guó)科學(xué)院院士謝華安從福建龍巖的山村里走來(lái),為了“讓大家都有一碗飯吃”的夢(mèng)想,把整個(gè)人生“種”進(jìn)了田里。
上世紀(jì)七八十年代,稻瘟病如“瘟神”般肆虐南方稻田,許多看似高產(chǎn)的品種一旦染病便成片倒伏、絕收。為了攻克這一關(guān),謝華安團(tuán)隊(duì)走了一條異常艱難的路——把育種材料“趕”到病害最重的地方去,在三明市選五縣稻瘟病發(fā)病最嚴(yán)重的地方,年復(fù)一年地種下成千上萬(wàn)份育種材料,接受最嚴(yán)酷的自然篩選。
正是這套近乎“自討苦吃”的嚴(yán)苛程序,最終淬煉出了“明恢63恢復(fù)系”,并育成“汕優(yōu)63”這個(gè)傳奇品種。從1986年到2001年,“汕優(yōu)63”連續(xù)16年保持全國(guó)雜交水稻種植面積之最,累計(jì)推廣10多億畝,增產(chǎn)糧食700多億公斤。其中1990年全國(guó)種植面積超億畝,占雜交水稻45%左右。
1986年,袁隆平到福建開(kāi)會(huì),一見(jiàn)面就對(duì)謝華安說(shuō):“老謝,祝賀你,你的‘汕優(yōu)63’已經(jīng)是全國(guó)最大面積的品種。”那一刻,謝華安說(shuō)他有種“受寵若驚”的感覺(jué),更深切感受到袁隆平對(duì)年輕科技工作者的愛(ài)護(hù)與支持。這種薪火相傳的溫情,正是中國(guó)雜交水稻事業(yè)生生不息的底色。
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中國(guó)科學(xué)院院士李家洋
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中國(guó)科學(xué)院院士謝華安
Part 03
遍地開(kāi)花 為“吃飽”更為“吃好”
隨著人口增長(zhǎng)和耕地減少,單產(chǎn)的持續(xù)提高是保障糧食安全的核心。以錢(qián)前為代表的一批科學(xué)家,通過(guò)深入挖掘優(yōu)異種質(zhì)資源,將理想株型構(gòu)建與雜種優(yōu)勢(shì)利用相結(jié)合,推動(dòng)了中國(guó)超級(jí)稻育種計(jì)劃的實(shí)施。從畝產(chǎn)700公斤、800公斤、900公斤、1000公斤到1200公斤,中國(guó)超級(jí)稻一次次刷新著世界水稻單產(chǎn)紀(jì)錄。
中國(guó)雜交稻的野心,遠(yuǎn)不止于此。中國(guó)水稻研究所研究員王克劍正在探索一個(gè)聽(tīng)起來(lái)像科幻小說(shuō)的方向——“一系”雜交稻。通過(guò)無(wú)融合生殖技術(shù),讓雜交稻的雜種優(yōu)勢(shì)可以像克隆一樣固定下來(lái),不需要每年制種。這如果成功,將徹底顛覆雜交水稻的生產(chǎn)方式,農(nóng)民再也不用每年買(mǎi)種子,一種下去可以多年收獲。
如果說(shuō)高產(chǎn)是雜交水稻的“上半場(chǎng)”,那么綠色、優(yōu)質(zhì)、安全、智能,就是正在上演的“下半場(chǎng)”。
中國(guó)工程院院士柏連陽(yáng)系統(tǒng)推進(jìn)的鎘低積累水稻研究,已經(jīng)在湖南等地累計(jì)推廣超千萬(wàn)畝。他的理念樸素而有力:“要吃得健康,不能把污染留給子孫后代。”通過(guò)基因編輯、重離子誘變等手段,多個(gè)“低鎘”品種問(wèn)世,為我國(guó)糧食安全與耕地可持續(xù)利用提供了有力支撐。這不再是單純追求產(chǎn)量的時(shí)代,而是向“吃得健康”邁進(jìn)的深刻轉(zhuǎn)型。
中國(guó)科學(xué)院院士林鴻宣帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)潛入水稻細(xì)胞的深處,系統(tǒng)厘清了水稻接收高溫信號(hào)的分子通路,并成功挖掘出一批耐熱基因,創(chuàng)制出新型耐熱種質(zhì)。這不僅是基礎(chǔ)研究的重要突破,更是在氣候無(wú)常的時(shí)代,為飯碗里的大米提前鋪好的一條退路。
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授唐文幫在高效制種技術(shù)上取得突破,寬行比種植、小粒型不育系、機(jī)械化分選等創(chuàng)新手段,顯著降低了制種成本,提高了生產(chǎn)效率。成本降下來(lái),好種子才能走進(jìn)更多尋常農(nóng)田。
湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員李莉圍繞“水稻智能不育技術(shù)”展開(kāi)探索,在三系、兩系及第三代雜交水稻技術(shù)體系中實(shí)現(xiàn)育性精準(zhǔn)調(diào)控。這為未來(lái)雜交水稻的智能化、高效化發(fā)展開(kāi)辟了新路徑。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授儲(chǔ)成才提出的“綠色超級(jí)稻”理念,將抗病、抗逆、養(yǎng)分高效利用與高產(chǎn)育種協(xié)同推進(jìn),展示了綠色農(nóng)業(yè)與高產(chǎn)并行的廣闊前景。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李自超聚焦旱作稻,應(yīng)對(duì)水資源短缺的戰(zhàn)略挑戰(zhàn),拓展水稻種植空間。浙江大學(xué)樊龍江教授從進(jìn)化生物學(xué)視角揭示雜草稻的遺傳起源及其與栽培稻的互作機(jī)制,為稻田雜草防控提供了新思路。
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員童紅寧解析油菜素內(nèi)酯在水稻株型調(diào)控、產(chǎn)量形成中的作用機(jī)制,為分子設(shè)計(jì)育種提供了重要靶點(diǎn)。
崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的探索更是走在前沿。崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究員余泓致力于異源四倍體水稻從頭馴化,利用多倍體優(yōu)勢(shì)創(chuàng)制新型水稻種質(zhì),開(kāi)辟出水稻育種的新維度。崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究員陳凡深入研究作物與環(huán)境互作的分子機(jī)制,強(qiáng)調(diào)通過(guò)環(huán)境智能調(diào)控實(shí)現(xiàn)作物潛力釋放。崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究員羅杰致力于代謝組學(xué)在水稻品質(zhì)、抗性等復(fù)雜性狀解析中的應(yīng)用,展示代謝調(diào)控在育種中的巨大潛力。
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員鄭曉明提出構(gòu)建“種源+技術(shù)+模式”一體化創(chuàng)新體系,三亞中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院研究員朱麗則揭示光合系統(tǒng)在高溫脅迫下的響應(yīng)機(jī)制,為耐熱育種提供了新的生理與分子標(biāo)記。
所有這些成果,沒(méi)有一項(xiàng)是孤立的。它們像無(wú)數(shù)條溪流,匯入了雜交水稻六十年奔涌不息的大河。而這條河的源頭,就是1966年那篇論文。
袁隆平曾經(jīng)說(shuō)過(guò)的那句話,依然在每一塊稻田里回響:“我畢生的追求就是讓所有人遠(yuǎn)離饑餓。”今天,這個(gè)夢(mèng)想早已在中國(guó)大地上結(jié)出了沉甸甸的果實(shí)。而新一代育種人正在做的,是讓這果實(shí)更香甜、更安全、更智慧,讓中國(guó)人不僅吃飽,還要吃好、吃得健康、吃得安心。
站在2026年的門(mén)檻上回望,那篇發(fā)表于1966年的論文,已經(jīng)走過(guò)了整整一個(gè)甲子。當(dāng)年那個(gè)36歲的青年科技工作者,已經(jīng)離開(kāi)了我們。但他留下的那粒理論種子,在中國(guó)乃是全球的土地上生根發(fā)芽,長(zhǎng)成了參天大樹(shù),結(jié)出了累累碩果。
今天,中國(guó)人把飯碗牢牢端在了自己手中。中國(guó)雜交水稻也走出國(guó)門(mén),在亞洲、非洲、拉丁美洲的數(shù)十個(gè)國(guó)家落地生根,為解決全球糧食安全問(wèn)題貢獻(xiàn)著中國(guó)智慧。
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3月30日,由《科學(xué)通報(bào)》&Science Bulletin、崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家耐鹽堿水稻技術(shù)創(chuàng)新中心主辦的“稻作科學(xué)前沿報(bào)告會(huì)暨紀(jì)念袁隆平雜交水稻三系論文發(fā)表60周年”活動(dòng)在三亞中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院隆重召開(kāi)。來(lái)自全國(guó)各地的院士、專(zhuān)家學(xué)者、科研工作者及種業(yè)企業(yè)代表齊聚一堂,共同回顧雜交水稻事業(yè)的光輝歷程,展望種業(yè)創(chuàng)新的未來(lái)方向。
作者|農(nóng)財(cái)君
攝影 | 吳秒衡
編輯 | 農(nóng)財(cái)君
聯(lián)系農(nóng)財(cái)君丨18565265490
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