一闯三系配套关
一粒必将改变世界的种子已经找到了,但这还只是一个关键的突破口,还必须培育、繁衍出大量种子,以此为母本,然后按照袁隆平的三系法的技术路线图,给它找到两个功能不同的丈夫,这就是杂交水稻首先就要闯过第一关——三系配套关。这又是国内外杂交水稻研究者一直难以攻克的一道难关,早已有人预言:“三系三系,三代人也搞不成器。”
若要盘点袁隆平在杂交水稻上取得的第一个实质性的科技成就,第一大贡献就是在我国率先开展三系法培育杂交水稻的研究,并成功实现了三系配套。这是比较严谨的评价,此前,我已提及:“日本研究者早已捷足先登,于1968年就搞成了杂交水稻的三系配套。”这里且不说日本走到了哪一步,至少在国内,袁隆平是无可争辩的第一人。
这里还是从“野败”的繁育说起。李必湖、冯克珊将它移栽到试验田后,师徒几人便连续五天、轮番守在田里等它扬花,袁隆平笑称这是“守株待花”。这野种好像在故意考验人类的耐性,开得特别慢。每开一朵,袁隆平和助手就小心地用镊子夹着栽培稻的雄蕊花粉与之杂交,然后又观察其结实情况。但结实率很低,共结出十一粒谷子,而结实饱满的有效种子仅有五粒。这就是他们以“野败”为母本最早培育出来的五粒金灿灿的杂交种子。但这五粒种子有休眠期,不能立即播种。种子可以休眠,他们却不能眼睁睁地等待种子苏醒,袁隆平和助手们又采取“割蔸再生”的方式做无性繁殖试验。一粒种子的神奇就在于其源源不绝的繁衍力。那五粒杂交种子在1971年春天开始加速繁殖,袁隆平和助手用二十多个栽培稻品种与“野败”杂交,又获得了两百多粒杂交种子,一蔸“野败”通过繁殖,扩大到了四十六蔸。但直到此时,袁隆平还不敢百分之百地断定,“野败”将给他带来一个百分之百的结果。他后来也曾坦诚地说:“那时我还没有预见到它是一个突破口。第二年深入研究才发现,哗,这家伙真是个好东西!”那四十六蔸不育株,百分之百都是雄性不育的。到了1973年,“野败”已繁育出了数万株,全都是百分之百的雄性不育株!
袁隆平兴奋地说:“这个时候,我如释重负,感觉终于看到曙光了!”
然而,“野败”除了不育的性状外,其他性状基本上与普通野生稻一样,在生产上并没有直接利用价值,必须通过转育,才能把其野生的、雄性不育的基因转入栽培稻,进而培育出可用于生产的品系材料。说到这里,又要交代一下,就严谨的专业术语而言,一粒种子只有通过严格的审定、在大田推广播种之后才能称为品种,而在此前还只能叫作“材料”,科研试验材料。对于袁隆平,这是他又面临一次抉择,是把“野败”这一几乎绝无仅有的试验材料封锁起来、自己关起门来搞研究试验呢,还是把“野败”材料分享出去,让更多的科研人员一起来协作攻关呢?若从自身的功利考虑,袁隆平科研小组在占有材料的优势上是绝对领先的,一旦将“野败”分享出去,所有人一下就站在了同一起跑线上。而对于一个以造福人类为信仰的科学家,其实没有别的选择,在发现“野败”第一时间,袁隆平就毫无保留地向国内同行通报了他们的最新发现,随后又将他们利用“野败”繁育出来的种子无偿地分送给全国十三个省区的一百多位科技人员。尽管每个省只分到了十几粒种子,但每一粒都如同稀世珍宝,随着一粒粒种子在各省区的稻田里播种,“春种一粒粟,秋收万颗子”,这何尝又不是那远古神话传说中的神农撒种、“天雨粟”的又一个神话!袁隆平后来被誉为“当代神农”,实在是一点也不夸张。正因为有了袁隆平科研小组的无私奉献,才大大加速了全国杂交水稻的科研进程,全国杂交水稻研究也随着一粒种子转变了方向,那就是以“野败”为母本,发起一场大范围的将“野败”转育成不育系的协作攻关。
在这个关键的转折点上,此时已担任国务院副总理的华国锋又作出批示,1971年初,国家科委和农业部决定将杂交水稻研究列为全国重点科研项目,组织全国性协作攻关,一个省级科研项目,由此升级成为国家行动。而在此前,就在发现“野败”的当年冬天,湖南省便决定成立由省(革)委常委挂帅的杂交水稻研究领导小组,而最初的那个“水稻雄性不孕性”科研项目几经更名和升级,此时已经明确为“湖南省杂交水稻研究”项目,并由省农科院、安江农校、湖南师范学院生物系、贺家山原种场等单位组成了“湖南省杂交水稻研究协作组”,在技术上一直由袁隆平负责。1971年,袁隆平从安江农校正式调入湖南省农科院水稻研究所,而当时的杂交水稻研究项目和新成立的杂交水稻研究协作组,也和袁隆平一样,挂靠在水稻所。袁隆平接到一纸调令,也难免有几许孔夫子在春秋那条河边上发出的感慨,真是“逝者如斯夫,不舍昼夜”啊,从1953年夏天他拿着一纸用毛笔手写的介绍信走进雪峰山,到此时他拿着一纸调令走出那座大山,这一进一出,走了整整十八年,他才走出了那条“中国的盲肠”,连我这个历史的追踪者也感觉在经历了漫长的岁月后,终于从时空的隧道中走出来了。
但还不能说他就此告别了安江,他的家还在安江,安江也依然是他的重要试验基地,直到1990年他才举家迁往长沙,至此,他在雪峰山下的安江盆地差不多生活了三十七年。但从人生的意义看,1971年无疑是袁隆平的一个里程碑。他一生经历了无数坎坷,说来其实也挺简单,这次调动就是他一生中唯一一次正式调动,后来他担任了湖南杂交水稻研究中心的主任,还有很多重要职务,但基本上只是职务变动,而非工作调动。一份如此单纯的工作简历,在中国也是十分鲜见的。
袁隆平虽说正式调到了省农科院水稻研究所,但当时水稻所的绝大多数科研人员都是搞常规水稻研究的,为了充实杂交水稻的科研队伍,又从相关单位抽调了周坤炉、罗孝和等人来给袁隆平当助手,如果说李必湖、尹华奇是袁隆平科研团队的第一梯队成员,这批在20世纪70年代抽调或正式调入的人员,陆续形成了袁隆平科研团队的第二梯队。也正因为省里在人力物力上都给予了有力的保障,尤其是在杂交水稻研究上升为国家行动后,才让接下来的攻关势如破竹。对此,袁隆平先生在日后的讲述中连用了两个“关键”:“这是杂交水稻协作研究可持续发展的关键,是杂交水稻能迅速突破的关键。”
从1971年开始,中国杂交水稻研究仿佛也从那条“中国的盲肠”或时空的隧道中走出来了,随着其重心移往长沙和海南南繁基地,在接下来的几年里几乎是一年一个里程碑。
这年早春,海南岛已是如火如荼的季节,一个冷清而遥远的南红农场,一下变得门庭若市,全国十八个省区的育种人员纷至沓来,袁隆平将繁育出的两百多粒“野败”种子无偿分享给了一百多名育种科研人员,一场利用“野败”作为杂交水稻不育材料的全国性协作攻关就这样开始了。但一开始,这些从不同方向涌来的人潮,如同刚刚涨起来的潮水,还有些迷茫和涣散,基本上还处于一盘散沙、各自为战的状态。经历一段时间的摸索,参与协作攻关的育种人员都感到必须有更紧密的协作和更明确的目标。1972年10月,湖南作为全国杂交水稻研究协作组的牵头单位,在长沙召开了第一次全国杂交水稻科研协作会议,进一步明确了主攻方向,全国育种专家对雄性不育系的选育,由此集中转向了以培育质核互作型不育系为主。这种不育系为细胞质基因和核基因互作控制的不育型,能够恢复不育系雄性繁育能力,是三系配套的一个关键。在此后的几年间,又先后召开了九次杂交稻科研协作会议,这些会议都是在攻坚克难的节骨眼上召开的,有时候一年就要开几次,每一次都是啃硬骨头,这对杂交水稻从科研到生产上推广应用都起到了很关键的推动作用。直到1975年,在第十次全国杂交稻科研协作会议上,才正式组成了由中国农科院和湖南农科院负责的“全国杂交水稻科研协作攻关小组”,袁隆平任技术总顾问。其实,无论袁隆平有无名分,一直以来,他实际上就是中国三系法杂交水稻的总设计师,一切都是按他的技术路线推进。
袁隆平不但在分享育种材料上毫无保留,对自己苦心钻研了多年的杂交水稻育种技术也毫不保密。当时,全国各省区的南繁协作组轮番来请袁隆平去指导,他是有求必应。数十家育种单位并没有集中在一起,育种基地又大多散布在偏僻的乡下,近则十几公里,远则几十公里,又没有车辆,那通往田间的烂泥路上连自行车也没法骑,袁隆平只能靠自己的一双大脚板在烈日炙烤得滚烫的土路上来回奔走了。每到一块试验田,他都当作是自己的试验田。为了避免大家在同一层面上重复试验,袁隆平指导他们各有侧重,从不同的方面去突破,把加法变成乘法。除了上门指导,各省区的育种人员大都来袁隆平的基地跟班学习过,袁隆平带着他们走进自己的试验田,手把手地给他们传授杂交操作技术。来的人多了,他就在田边支起小黑板给他们讲课,在大太阳底下,他讲得口干舌燥,还要回答大伙儿的问题,他的嗓音虽然低沉,却很少嘶哑。当汗水从发根漫过那黑而瘦削的脸颊,他那坚忍的眼神和骨骼,还有那标志性的刚果布式的微笑,几乎成了那一代南繁育种人的集体记忆。
只要哪个协作组遇到了问题,他就比那些遇到了问题的同行还着急。
福建协作组也分享到了“野败”的种子,但在南繁育种试验中秧苗出了问题,这可把他们急坏了,眼看试验就要中断了,这一趟就算白来了,而育种试验又是绝对不能断代的。袁隆平听说后,立马就把自己试验田仅有的一蔸“野败”第二代不育株连着泥巴挖了一半,用塑料袋包好,亲自给他们送了过去。那感激的话就不用说了,在那一刻也说不出来了,就像一个身陷绝境的人,忽然有人向你伸出了援手,你的第一个本能反应就是想要紧紧抓住他的手。这双像农人一样粗糙的、沾满了泥巴的大手,在当时几乎伸向了所有参与协作攻关的育种人员,还将伸向世间所有的生命。那半蔸“野败”第二代不育株在福建协作组的试验田里分蘖、繁衍,在杨聚宝等科研人员的主持下,育成了“威41”不育系和相应的保持系,为福建杂交水稻研究开创了首功。
说到福建协作组,还有一个后来被誉为“杂交水稻之母”的育种专家谢华安。那时他还刚刚踏进杂交水稻育种的门槛,一到海南,他就到处拜师取经。那时也没有你招待我招待的,大家都是搞粮食的,可大家也都是靠粮票吃饭,那像命根子一样的种子可不能当饭吃。谢华安有时候跑了大半天,跑到一个地方,看了,请教过了,又只能饿着肚子、拖着沉重的脚步赶回来。这还算好的,虽说饿着肚子,但也不虚此行,有一些单位把自家的篱笆子扎得很紧,不但没人请你吃饭,还时常让你吃个闭门羹。而袁隆平的育种基地是向所有人敞开的,你想看什么他都让你看,你有什么问题,他都不厌其详地给你解答。到了吃饭时间,他也热乎乎地留你吃了饭再走。说起来还有这样一个细节,有一天,外省协作组的几个人来湖南组请教,袁隆平客气地留他们吃了饭,又不好意思收人家的粮票和饭费。这让管伙食的罗孝和犯难了,从哪里支付这饭钱呢?罗孝和一气之下,决定狠狠报复一下袁老师,把客人的饭钱记在了袁隆平的名下,“哼,你袁老师一个月几十块钱的工资,一天两毛七的补助,穷得吸生烟丝卷的喇叭筒,看你心痛不心痛”!
让谢华安念念不忘的还不是一饭之恩,而是袁隆平“心底无私天地宽”的人生境界,如果换了另一种人,越是对于有可能超越自己的人,越是要想方设法捂住你,不让你出头,而袁隆平却只恨不能“揠苗助长”,一心想着怎么让大伙儿早出成果、多出成果。谢华安几乎逢人便说:“袁老师的‘野败’令全国同行一下子处在同一水平线上,全国大协作很快红火起来,袁老师这种崇高无私的境界今天看来愈加珍贵。”后来,谢华安根据袁隆平“三系配套”的技术路线,育成了堪称一代天骄的杂交组合“汕优63”,创造了连栽时间最长、推广速度最快、推广面积最大、增产稻谷最多等世界稻作史上的几个第一。谢华安当选为中国科学院院士后,也难免有人说七说八,但袁隆平和谢华安都是虚怀若谷的科学家,当有人把他与袁隆平相提并论时,谢华安总是谦逊而又充满感激地说:“我和袁隆平先生相比是有层次差别的,袁老师是中国杂交水稻领域的开拓者、奠基者,我培育的一些品种虽然推广面积较大,产量较高,但毕竟是站在巨人的肩膀之上啊!”
当年最早参与协作攻关的,还有后来当选中国工程院院士的颜龙安。1970年冬,颜龙安还是江西萍乡农科所的一名科技人员,在袁隆平的南繁育种基地跟班学习。袁隆平是江西人,自有一分与生俱来的乡情,而江西人一提到袁隆平和颜龙安就充满了自豪,这两个江西人在杂交水稻三系配套中都起了关键作用。颜龙安是最早分享到“野败”原始株进行研究试验的幸运者之一。他以“野败”为母本,并兼顾不同纬度选择籼稻、粳稻品种做了七个杂交组合,收获了四十八粒种子,带回萍乡播种试验。那时还没有恒温箱催芽,颜龙安只能用当地老农的经验,用牛粪堆催芽,但一周过去后,牛粪堆里的种子仍然无动于衷。颜龙安推测,这些带有野生亲缘的杂交后代种子,休眠期可能比一般的稻种要长。他又从牛粪堆里把种子一粒粒挖出来,用湿润的棉花裹紧,再用塑料布包扎好,放在贴身的衣袋里,经过七天七夜的体温催芽,种子终于发了芽。他将这些发芽的种子种在试验田里,到了9月中旬陆续开始抽穗。他从中选取两个组合作为重点回交对象。1972年冬,颜龙安选育的“珍汕97A”和“二九矮4号A”经过南繁北育连续四代回交,不育株率达百分之百,不育度也接近百分之百。它们是我国首批育成的“野败”不育细胞质的雄性不育系,其中“珍汕97A”还是我国应用时间最长、选配组合最多、推广面积最大、适应性最广的不育系。1981年,全国籼型杂交水稻科研协作组获得首个国家特等发明奖,颜龙安作为第二完成单位的主持人被列为主要获奖者之一。袁隆平对他在杂交水稻上的突出贡献也给予了高度评价,并授予他“袁隆平农业科技奖”。
在当年的协作攻关中,张先程也是一个不能遗忘的名字,而他也一直感念袁隆平的慷慨奉献。当时,他还在广西农学院工作,加入了广西协作组。他向袁隆平要一斤“野败”种子搞试验,袁隆平二话不说,竟然给了他一公斤。谁都知道,那种子有多么珍贵,但袁隆平对同行的支持从来不打折扣,而是加倍奉献,而这种加倍奉献所产生的不是加法效应,而是乘法效应,张先程后来率先测配筛选出三系中的恢复系。
有人把袁隆平无私奉献出来的“野败”种子称为“全国农业科技工作者协作攻关的连心纽带”,这何尝不是在人间播种,利用人类的聪明才智的优势进行一场科技杂交?在短短两年里,袁隆平和来自全国几十个科研单位的近百名科研人员,选用上千个品种与“野败”进行了上万个测交和回交转育试验,这大大增加了杂交组合的选择概率,加快了“三系配套”的进程。
随着我国第一批“野败”细胞质骨干不育系及其相应的保持系宣告育成,三系配套只差恢复系了。事实上,“野败”不育系的选育和恢复系的选育是同时起步的,但在恢复系上却颇费周折,也成为三系配套的最后一道难关。又有人预言:袁隆平在60年代搞不育材料易找恢复系,却一直难以育成百分之百的保持系,而在发现“野败”后,终于攻克了保持系这一难题,但又找不到恢复系!面对这种绝对化的预言,袁隆平这位三系法的总设计师也就笑笑而已,尽管恢复系还未找到,但从已发现的具有恢复基因的苗头,他做出了乐观的预言:“用不了多久,恢复系就一定会筛选出来。”
这是一场你追我赶、不是竞赛的“竞赛”,很多育种科研人员都做出了开创性的贡献,这里不妨按时序梳理一下。
1972年,袁隆平和周坤炉等助手在攻克“三系配套关”中一马当先,利用“野败”和不同的籼稻、粳稻杂交,于1972年率先育成了我国第一个用于生产的不育系“二九南1号A”及同型保持系“二九南1号B”,并开始向全国提供不育系种子。
周坤炉,这个名字我已在前文提及,但这个人物是不能一笔掠过的,在中国杂交水稻发展史上,他的贡献足以用“杰出”来形容。他于1966年毕业于湖南省常德农校,分配在湖南贺家山原种场工作,1969年加入袁隆平的科研团队,主攻杂交水稻三系亲本及新组合选育,在协助袁隆平育成“二九南1号A”之后,又育成了“威20”(V20)不育系,这是配成杂交晚籼稻组合推广面积最大的不育系,也是中国杂交水稻利用面积最大的不育系之一。后来,全国利用“威20”不育系选配了二十多个强优组合,推广面积达七亿多亩,增产稻谷七百多亿公斤。其中,他于1975年育成的“威优6号”组合,在全省、全国区试中均居第一名。
1973年,在不育系和保持系相继突破的基础上,袁隆平和全国协作攻关的科研人员将三系选育的重点转入恢复系,方法以测交筛选为主,广大科技人员广泛选用长江流域、华南、东南亚、非洲、美洲、欧洲等地的一千多个品种进行测交筛选,找到了一百多个具有恢复能力的品种,袁隆平、张先程等人率先在东南亚品种中找到了一个优势强、花药发达、花粉量大、恢复率在百分之九十以上的恢复系,江西的颜龙安再接再厉,在1972年至1973年又成功筛选出“7101”“7039”等恢复系,为三系配套再立新功。经实践验证,“IR661”“IR24”和“泰引1号”为强优恢复系,用这些恢复系配制的杂种一代具有明显的杂种优势。
随着三系相继告破,这年9月,在长沙马坡岭实验田,袁隆平和周坤炉转育的“二九南1号”不育系,经过连续三年共七代的测交和回交,十个株系共三千株实验稻,终于达到百分之百不育且性状与父本完全一致的标准。百分之百,这意味着,三系配套,成啦!
这些首功或第一,都为实现全国籼型杂交水稻的三系配套而做出了重大贡献,既功不可没,也从未埋没。1981年,袁隆平、李必湖、颜龙安、周坤炉、张先程等人均为1981年国家特等发明奖的主要获奖者,而因研究杂交水稻而当选为两院院士的也不乏其人。
透过这一番梳理,可以还原一个科学事实,袁隆平是三系法的总设计师,但杂交水稻绝非袁隆平一人所为。袁隆平也从未把杂交稻的成果归为一己之功,而是一再强调:“集体的力量和智慧才是巨大的,在团队的智慧面前,任何天才都显得微不足道。”协作精神,也是科学精神的一个突出体现,尤其是现代科学,一个科研项目往往就是一个系统工程,必须依靠多学科和社会多方面的协作与支持才能完成。直到今天,他对为攻克杂交水稻难关在全国十三个省区的十八个科研单位进行的科研大协作感慨不已,对所有参与协作攻关者为此而付出的心血也充满了感激:“如果没有这样的大协作,杂交水稻研究绝不会取得今天这样世界瞩目的成果。”
1973年10月,金秋季节,第二次全国杂交水稻科研协作会议在太湖之滨的苏州召开,这里也是全国九大商品粮基地之一,袁隆平正式宣布籼型杂交水稻“三系”配套成功,这标志着我国水稻杂种优势利用取得了重大突破,这一年被公认为中国杂交水稻诞生的元年。