• 中国“矮败小麦之父”刘秉华的矮败情缘
  • 发布时间:2011-4-15 11:12:28 来源:种子 - 中国种子信息网 - Chinaseed.net信息中心
  •  2011年1月15日,全国科技表彰大会在北京召开。刘秉华教授和他的团队倾注无数心血的矮败小麦育种技术,获得国家科技进步一等奖。

      国家科学技术奖每年评选一次,是中国科技界最高奖项。该奖由国务院设立。和刘秉华同时荣获一等奖前三甲的另两项成果,分别是三峡输电工程和西气东输项目。

      矮败小麦是小麦世界里的母亲,一位高产的母亲。她就像孵化器、加工厂,担负着批量繁殖、培育小麦子孙后代的重任。她颠覆了传统的自花授粉方法,雄粉彻底败退,只接受来自他花的雄粉,也就是杂交,然后怀孕、哺育、成熟,轮回往复,不断自我优化着小麦的品质。她不仅是一种小麦品种,更是一种小麦育种方法。

      这就是刘秉华教授的“矮败世界”、“矮败王国”。

      已故诺贝尔和平奖获得者、“绿色革命之父”布劳格先生曾将矮败小麦誉为“小麦育种的革命”。

      “仓廪实,天下安”。中国历代治国安邦,都讲求粮为根本。新中国建立后毛泽东曾提出过一个问题:世界上什么问题最大?主席自己的答案是:吃饭问题最大!邓小平同志也说过,谁有了粮食,谁就有了一切。大国伟业,重在粮食稳定。

      矮败小麦,实际上是为中国粮食增产装上了一个加速发动机。

      刘秉华教授,原籍河南鄢陵,60年代毕业于河南农业大学,现为中国农科院作物所研究员,小麦育种专家。

      核心提示

      进入4月,刘秉华教授便一如翩飞的大雁,从居住地北京南迁河南。

      河南新乡县七里营镇,有他的“王国”——国家矮败小麦研究中心。

      “王国”的小矮人——刘教授委实这样看待这些矮败小麦,和春天里的一切事物一样,开始春心萌动,拔节,抽穗,吐露芬芳、伸展柱蕊、招摇花粉,授精、结果。

      每天,很早很早,他就要走到田间,一株株抚弄他的子民们,摸摸他们的腰,揉揉他们的脸……这个时候,他是陶醉的、幸福的,他那种陶醉与幸福,足以让石头动情、让枯树发芽。这与他麦田之外的淡定和沉着,判若两人。

      “他们就是我的孩子,我把他们看得比命都重。”刘秉华说。

      三十年了,每年的每年,都是如此。

      反复看,反复看,反复看。

      最终,他“看”出了“矮败小麦”。

      A

      杂交小麦“等待”刘秉华,等了30年

      话要从30年前说起。

      1979年,中国农科院恢复研究生招生第一年,从河南来的刘秉华考取了育种专家、爱国华侨邓景扬的研究生。

      也许是命中注定,刘秉华一头就撞上了矮败小麦的祖宗——太谷核不育小麦。

      1972年,在热浪翻滚的麦田里,山西省太谷县农民技术员高忠丽发现了一株特殊的小麦,这株小麦雄性败育彻底,花药黄白色、呈小箭头状、内无花粉粒;雌蕊发育正常,开花时颖壳张开角度大,柱头外露,渴盼着外来花粉的滋润。

      如今已60多岁的高忠丽,还清晰地记得当时的情形:“1971年,当时太谷县各大队技术员,都在找小麦不育株,也确实找到了一些,但冬天种下去,第二年和正常小麦没什么两样。1972年,他们都放弃了,我还在找。后来,我在太谷县水秀乡郭家堡村的几百亩麦田里找到了一个不育株。这个株有四穗,我让其中一穗自由授粉,一个套袋不授粉,两个套袋拿其他小麦人工杂交授粉,收获的果实种下去,得到了理想的效果。”

      她发现的这株小麦,后来被鉴定为太谷核不育小麦;而鉴定人,就是刘秉华的导师邓景扬先生。

      高忠丽发现的这株小麦,远没当时袁隆平幸运。上个世纪70年代初,全国性的农业科技下乡运动,1971年袁隆平带着助手来到海南岛,幸运地找到了后来被称为“野败”水稻的稻种,并很快为培养杂交水稻找到了突破口,这成就了杂交水稻,也成就了袁隆平。

      杂交小麦却等了30年。

      很长的时间里,高忠丽拿着由最初的那株小麦繁衍的后代,四面八方寻求支持,终因识者不多而暂时搁置。

      一切都是机缘,终于,她等到了邓景扬。也等到了邓景扬的研究生刘秉华。
    B

      导师邓景扬遍访各国专家求解基因定位

      高忠丽送给邓景扬的太谷核不育小麦,只有三穗。“海归”邓景扬有着开放的思维,敏锐的感觉。他拿到那三穗麦子时,凭直觉就感到了它们的异乎寻常。在此后的日子里,他和熟谙英文的妻子黄泳沂一起查资料、找文献。

      高忠丽提供的这些种子意义确实非同寻常,因为当时世界上还没有发现如此彻底败育的小麦。

      于是,他综合遗传学、细胞学等多种学科对这些麦子进行研究,直到1980年,在《作物学报》上刊发了自己的研究成果,他肯定了太谷核不育小麦的意义,认定太谷核不育小麦属显性不育,受一对显性基因控制,从此之后,“太谷核不育小麦”开始堂而皇之走进人们的视野。国家科委于当年划拨50万,专门用于太谷核不育小麦的研究。

      也正因为如此,当年的全国育种大会,临时改为全国太谷核不育小麦协作会。

      会议前三天,几乎全是反对声,众多代表并不因为邓景扬是海归就买账。三天后,因为诺贝尔奖获得者杨振宁的一句话,才出现转机,杨振宁对时任国家科委主任的方毅说:全国这么多年在物理学上出的成绩,比不上一个太谷核不育小麦。邓小平等中央领导专门做了批示,大会才统一了思想。大会决定,由农业部朱荣副部长亲自抓,将太谷核不育小麦鉴定好、推广好,争取中国小麦上一个大台阶。

      明确太谷核不育小麦的不育性受一对显性基因控制以后,下一个重要研究课题就是确定这个基因在小麦21对染色体的哪一对上,完成基因定位不仅有理论意义,而且有重要应用价值,这一个问题不解决,就难言有大的发展。之前,高忠丽等的研究,抽穗前无法知道哪些是可育与不育,是混合的,只有开花时才知道,不好利用,效率很低。

      为克服这些问题,就要做标记,做标记,就要知道显性基因在哪个位置,这就需要基因定位。邓景扬先生访问了美国,英国,法国和国际小麦改良中心,向数位著名遗传育种专家请教太谷核不育小麦基因定位法,但都没得到明确答复。

      C

      不服输的刘秉华挑战世界难题成功

      这个时候,刘秉华出场了。

      我们常说“性格决定命运”,对刘秉华来说,是再恰当不过,“他就是那样性格的人。”一个四月飞雪的日子,我们陪他到他的故乡鄢陵,他的老家人说,“就是爱琢磨个事儿,不出名堂不罢休。”

      小时候的刘秉华性格内向,遇到问题不习惯问老师、同学,喜欢自己闷着头苦思冥想。遇到一道算术难题,能坐在那里半天,反复思考,反复演算,直到问题解决。当想出解决问题的办法时总是习惯地点几下头。因此同学们传说:刘秉华只要沉思后点几下头,什么难题都能解决。

      秋天庄稼收了,村周围都是开阔地,常看到野兔在田地里奔跑。兔子跑得很快,不要说小孩,就是大人也追不上。刘秉华指挥小伙伴拿上竹竿,一面下网,三面追赶,布下口袋阵,野兔十有八九被逮住。

      小时候的经历培养了他独立思考的能力和敢于挑战不认输的性格。

      刘秉华要挑战这世界难题,他主动请缨承担这一任务。他的自信,源于早年在河南镇平执教时,几乎翻阅了所有版本的遗传学书,练就了自己深厚的遗传学功底和对基因定位研究的浓厚兴趣。

      但,难,太难了。导师都没解决的问题,我能解决吗?

      持续的焦灼状态,查阅相关文献,苦思冥想,走路、吃饭都在想,常规的基因定位是利用单体分析的方法,但太谷核不育小麦的不育基因位于不育株上,只能做母本,对它很难进行单体分析。此路不通,怎么办?有一天,研究生集体宿舍里,灵感突然就来了,为什么不用端体分析的方法?彻夜未眠的刘秉华,一早就赶到实验室,将这一好消息告诉了导师,导师依旧将信将疑。

      1983年一个冬日的早晨,刚上班,刘秉华叫自己的助手:“杨丽,快过来看看这个染色体!”当时还只是一个高中毕业生的杨丽,还只拥有刘秉华教的细胞学的一点知识,她很难理解此时的含义,凑近显微镜,看到了非同平常的染色体,它像一个数字7,红红的位于视野内。刘秉华接着说:“和平时看到的有没有不同,不同在哪里?”“好像是个单价体。”“对,是个单价体,你猜猜不育基因在长臂上还是短臂上?”杨丽没咋思索猜道:“长臂上!”“错!恰恰相反,在短臂上……”“快去温室看看是不是不育株?”“果真是!”

      成功啦,太谷核不育小麦的不育基因定位成功啦!

      国际上将此不育基因命名为Ms2。随后召开了成果鉴定会,得到农业部部长、著名科学家谈家桢等领导和专家的肯定,此项成果最终获国家科技发明二等奖,而刘秉华也成为中国植物遗传研究会最年轻的委员。