大道向前·躍上新高地丨誓為天下謀稻粱
【名片】
歷經(jīng)三系法雜交水稻、兩系法雜交水稻研發(fā)成功并大面積推廣后，近年來，湖南育種人在前兩代雜交水稻的基礎上揚長避短，獲得了更加先進的雜交水稻新技術與材料——第三代雜交水稻。這是一種全新的思路，即利用普通隱性核雄性不育系為母本，以常規(guī)品種、品系為父本配制而成的新型雜交水稻，具有配組自由、育性穩(wěn)定的優(yōu)勢。
湖南日報全媒體記者 周陽樂 胡宇芬
通訊員 魏科
芒種時節(jié)，衡南縣向陽橋街道清竹村雜交水稻雙季畝產(chǎn)1500公斤攻關示范田里，早稻開始抽穗，晚稻即將播種。
這片30畝的稻田，近年來吸引了全國目光。湖南雜交水稻研究中心選育的第二代和第三代品種聯(lián)手組隊早晚稻“應考”，這兩年先后交出了雙季畝產(chǎn)1530.76公斤、1603.9公斤的好成績，實現(xiàn)了袁隆平院士生前提出的目標。今年，田里的早稻又換上了更有高產(chǎn)潛力的品種。
每一次攻關，都是對極限的挑戰(zhàn)！身處雜交水稻研究的起源地和大本營，湖南育種人肩負著保障國家糧食安全的使命，無論是雜交水稻育種技術的升級，還是超級稻、低鎘稻、耐鹽堿稻等品種的選育，一直在行業(yè)前沿領跑。
做“試管手術”：
第三代技術讓雜交水稻實現(xiàn)“婚姻自由”
高產(chǎn)、高產(chǎn)、更高產(chǎn)！這是雜交水稻田里永恒的主題，是把飯碗牢牢端在自己手中的底氣，是應對糧食危機的不二武器。
參加衡南雙季稻1500公斤攻關的晚稻選手叫“叁優(yōu)1號”，是目前最新的第三代雜交水稻育種技術的成果，2020年、2021年畝產(chǎn)分別達到911.7公斤和936.1公斤。
（位于衡南縣清竹村的第三代雜交水稻衡南示范區(qū)測產(chǎn)現(xiàn)場，收割機在田間作業(yè)。湖南日報全媒體記者 唐俊 攝）
“袁隆平院士曾把第三代雜交水稻技術看作是突破畝產(chǎn)‘天花板’的關鍵。”6月上旬，記者在湖南雜交水稻研究中心研究員李新奇的辦公室看到，地上擺滿了一袋袋第三代雜交水稻技術培育出的遺傳工程雄性不育系種子，他視如珍寶。
隔壁房間，幾位工作人員戴著護目鏡，在熒光燈的照射下，用鑷子細心區(qū)分這批種子。
原來，種子有兩色之分——紅色的是“兒子”，可育，用來繼續(xù)繁殖母本；無色的是“女兒”，雄性不育，用來雜交制種。
“第三代技術是在下田前先給不育系做‘試管手術’，讓它‘兒女雙全’。”李新奇告訴記者，這樣可克服三系不育系配組受局限和兩系不育系繁殖不穩(wěn)定的缺點。
可“手術”該怎么做？
2011年，第三代技術攻關課題組成立。李新奇坦言，一開始，他們心里都沒底，只能一點點試著來。
（海南省三亞市吉陽區(qū)，湖南雜交水稻研究中心三亞南繁試驗基地，水稻栽培專家李建武博士像動手術一樣挑選小品種父本，剪穗、去雄后進行人工雜交授粉。湖南日報全媒體記者 郭立亮 攝）
他們在實驗室里、顯微鏡下、各種基因片段和培養(yǎng)基中，扎根研究了5年，組織培育出上萬株苗子。而這，只是成功的第一步。
將上萬株苗子移栽稻田，等到它們結實之時，再一株株篩選。艱難卻幸運的是，他們發(fā)現(xiàn)了唯一一株稻子“兒女雙全”——擁有3“兒”4“女”。
馬不停蹄將3粒“命根子”拿到海南“南繁”。其中兩粒成功出苗，且同樣實現(xiàn)了“兒女雙全”。
“試管水稻”技術在手，接下來，便是為“女兒”挑選“如意郎君”，培育具有雜種優(yōu)勢的后代。
李新奇團隊每年大約“婚配”1000多個組合，將每個組合的后代種上30株，觀察其性能和表現(xiàn)。直到2018年，團隊選育出“叁優(yōu)1號”，成為晚稻雜交稻的佼佼者。之后選育的“叁優(yōu)2號”，去年作為中稻在四川省米易縣取得了畝產(chǎn)1085.99公斤的好成績。
“第三代雜交水稻具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效的生物學綜合優(yōu)勢。”李新奇告訴記者，近兩年來，第三代雜交水稻在全國數(shù)百個地方試種共達幾千畝，均表現(xiàn)出很強的生命力和適應性。
沖擊百畝片單產(chǎn)1200公斤：
續(xù)寫超級稻傳奇
在我國，60％以上人口以稻米作為口糧。因此，挖掘水稻產(chǎn)量潛力是保障糧食安全的關鍵。而超級稻是水稻界的“三好學生”，代表著我國水稻生產(chǎn)水平。
從上世紀80年代起，國外一些地方陸續(xù)推出超級稻計劃，但至今都沒實現(xiàn)目標。
而在中國，湖南育種專家用一次次紀錄書寫著傳奇。
（湖南雜交水稻研究中心海南省三亞市海棠灣基地，收割機對水稻試驗示范田進行收割。湖南日報全媒體記者 郭立亮 攝）
在2000年、2004年、2011年和2014年，袁隆平院士團隊先后成功實現(xiàn)了百畝連片畝產(chǎn)突破700公斤、800公斤、900公斤和1000公斤的目標，多次打破世界紀錄。
耀眼的紀錄背后，是一次又一次苦思冥想、頂著烈日下田……
“同樣是增產(chǎn)100公斤，為何第二期到第三期，花的時間比較長？”超級雜交稻育種專家、湖南袁創(chuàng)超級稻技術有限公司首席科學家鄧啟云回憶，他們用7年努力解鎖了一種雜交水稻育種新路線，由此柳暗花明。
當時，第二期超級稻代表性品種“Y兩優(yōu)1號”的母本Y58S，是繁殖制種安全、且能讓雜交稻種子高產(chǎn)又適應性強的“超級母親”。要繼續(xù)實現(xiàn)產(chǎn)量飛躍，鄧啟云決定在父本上找突破。
他和學生一道做了大量實驗和研究。他們在田間地頭，從水稻的“幼年”到“成年”，全程跟蹤觀察，對全生育期株型特點進行測定、數(shù)字化模擬。
在大量的數(shù)據(jù)中，他們發(fā)現(xiàn)形態(tài)改良還可以通過“全株理想株型”和“動態(tài)理想株型”兩個方向得到進一步提升，可大幅提高水稻群體全生育期光能利用率，也就能提高水稻品種產(chǎn)量潛力。
技術思路理清了，育種操作就比較容易實現(xiàn)了。于是，他們塑造了一個具有完美形態(tài)的“美男子”：高冠層、矮穗層、中大穗、高抗倒……
后來，由“美男子”和“超級母親”誕生的“Y兩優(yōu)2號”，一舉拿下中國超級雜交稻育種項目第三期目標。
（龍山縣石羔街道干比社區(qū)，田野里的優(yōu)質(zhì)雜交水稻一片金黃?！≡檩x 攝）
7年后的2018年，湖南雜交水稻研究中心選育的超級稻品種“超優(yōu)千號”，在云南“超級雜交水稻個舊示范基地”刷新了水稻大面積種植產(chǎn)量的世界紀錄，達到畝產(chǎn)1152.3公斤。
今年，該中心又為個舊基地提供了2個超級稻品種，長勢喜人，正朝著袁隆平院士提出的百畝片單產(chǎn)1200公斤目標挺進。
“藏糧于地”：
不毛之地也要變糧倉
“當前和今后一個時期，我國糧食供求緊平衡的格局不會改變。糧食生產(chǎn)根本在耕地、出路在科技。”湖南省農(nóng)業(yè)科學院副院長、湖南雜交水稻研究中心黨委書記許靖波說，第三代雜交水稻技術和超級稻品種的培育，是落實“藏糧于技”，低鎘稻、耐鹽堿稻的研究則是落實“藏糧于地”。
2017年，湖南雜交水稻研究中心研究員趙炳然團隊使用基因編輯技術，研發(fā)出第一代低鎘水稻品種。通過改造稻谷基因，“關掉”大米吸收鎘污染的“開關”。
當時，國際知名學術期刊發(fā)表論文論證：基因突變，會造成稻谷產(chǎn)量下降。
是否真會如此？趙炳然“不信邪”。
團隊將第一代低鎘水稻播種在中部地區(qū)3省10多塊試驗田里，不同土壤類型、不同程度鎘污染田，最終生長出的稻谷，鎘含量較原始對照品種均降低90％以上，穩(wěn)定低于國家限量標準值，且產(chǎn)量和米質(zhì)與原始品種無顯著差異。
產(chǎn)量保證了，可基因編輯改造后的低鎘水稻，被國家列為轉(zhuǎn)基因管理，市場推廣是個問題。
怎么辦？另辟蹊徑！
趙炳然想到用理化誘變代替轉(zhuǎn)基因方法。通俗地說，就是不再人為編輯基因，而是用自然的方式，讓品種自行“進化”，擁有拒絕吸收鎘污染的能力。
可是，理化誘變是隨機、低頻的，可能還會引發(fā)不同的基因突變。怎么辦？
趙炳然說：“只要吸鎘基因突變這條‘魚’在池塘里，總會把它‘撈’出來！”
團隊在探索中歷經(jīng)多次失敗后，終于發(fā)明了所謂“撈魚”專利技術，并在11萬份樣本中，“撈”出了3條“魚”。他們接著努力，培育出了國內(nèi)外第一個鎘低積累雜交組合“蓮兩優(yōu)1號”，以及高檔優(yōu)質(zhì)香型鎘低積累水稻“韶香100”。
面對我國耕地面積少、淡水資源短缺的情況，心憂天下的湖南育種人同樣選擇迎難而上，向不毛之地要糧倉！
“第三代雜交水稻已經(jīng)向海水稻進軍了！”李新奇透露，2019年，“叁優(yōu)8號”作為耐鹽堿稻畝產(chǎn)達到329公斤，相比耐鹽程度0.6%的標準，它可達到0.9%以上。“若能在鹽堿地中‘再造一億畝良田’，一年能多出300億公斤的糧食。”他欣喜地計算著。
為了保障國家糧食安全，湖南一代代農(nóng)業(yè)科研人員接續(xù)奮斗，為國家和世界糧食安全貢獻“糧策”。
5月31日上午，在雜交水稻國家重點實驗室，湖南雜交水稻研究中心主任唐文幫主持召開“水稻無融合生殖研究內(nèi)部交流會”，幾個科研團隊踴躍交換著關于一系法雜交水稻技術的研究進展。
這是又一個在世界水稻界的大膽假設！我們仿佛看見，袁隆平院士對雜交水稻發(fā)展的終極戰(zhàn)略設計，離我們又近了一步……
【青年觀察】
祖國那么大
而我們那么像
伍資姿（遼寧艦退役軍人）
2021年5月22日，“雜交水稻之父”袁隆平院士逝世。彼時，我是遼寧艦上的一名海軍戰(zhàn)士，為失去家鄉(xiāng)這位偉大又親切的老人深感悲痛。
一年后，何其有幸！我作為湖南日報青年觀察員，來到了他曾經(jīng)工作的地方——湖南雜交水稻研究中心。
在這里，我見到了袁爺爺生前的學生、同事。田間地頭，他們頂著炎炎烈日，從數(shù)以萬計的稻株中尋找“獨苗”；實驗室里，他們探索基因密碼，讓水稻能乖乖聽話；會議室里，他們分享最新發(fā)現(xiàn)，唇槍舌劍，為真理碰撞火花……
雜交水稻技術的研究，目前已經(jīng)歷了三代，過程艱難又漫長；雜交水稻品種的選育，需要不斷重復試驗，辛苦又枯燥。可這些農(nóng)業(yè)科研工作者們孜孜不倦，好像有用不完的耐心、花不完的力氣，哪怕屢戰(zhàn)屢敗，也屢敗屢戰(zhàn)……
我突然發(fā)現(xiàn)，這不跟軍人一樣嗎？他們在筑牢國家糧食安全防線上，不怕苦累、無私奉獻、堅韌不拔、屹立不倒！
一股莫名的感動襲來。
原來，祖國那么大，而我們那么像。每一個人都在自己崗位上不遺余力地愛著她、保護她。從堅船利炮到雜交水稻，從大海波濤到滾滾稻浪，從守護萬里海疆到保護糧食安全，我看到，不同領域的守護者，同樣初心閃耀。
