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走近“袁隆平杂交水稻创新团队”

来源:新湖南客户端 作者:胡宇芬 杨耀松 周晓迅 编辑:李偲 2018-01-08 14:57:05
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  原标题:金色的召唤——走近“袁隆平杂交水稻创新团队”

  湖南日报记者 胡宇芬 通讯员 杨耀松 周晓迅

  在1月8日举行的2017年度国家科技奖励大会上,经过21年建设的“袁隆平杂交水稻创新团队”,获得了国家科技进步奖一等奖(创新团队)。这是杂交水稻研究领域首次获奖的创新团队。

  这是一支什么样的队伍?他们取得了怎样的成果?本报记者带您去团队“逛一逛”。

  “60后”担当主力队员

  在获奖团队的15位主要成员中,自称“80后”的袁隆平院士是队长。一声“袁老师”,就是大伙对队长的敬称。

  从1964年安江农校的青年教师,到如今蜚声中外的著名科学家,袁隆平耕耘杂交水稻这块科学稻田已历经53个春秋。从三系法成功到两系法推广,再到正在攻关的第三代杂交水稻育种技术,袁隆平参与、推动了中国杂交水稻研究的历史性进程。

  主要成员中,“60后”最多,有8位。他们中既有育种专家,也有栽培专家,是杂交水稻推广及超级稻攻关的中坚力量。

  团队带头人之二邓启云研究员,独创选育的广适性光温敏不育系Y58S,已成为全国超级杂交稻育种的“超级母亲”。截至2016年底,Y58S被全国108家育种单位引种应用,通过省级以上审定在生产上种植的Y两优品种有95个,还有13个Y两优新品种已完成所有试验程序将释放到市场,审定区域覆盖南方籼稻全部3大生态区,是我国审定品种最多、应用范围最广的两系杂交稻骨干亲本。Y58S的“孩子”中,就有超级稻二、三、四期攻关的领跑品种Y两优1号、Y两优2号、Y两优900。

  团队带头人之三邓华凤研究员,是我国第一个水稻温敏核不育系“安农S-1”的发明者,先后主持了国家级课题6项,并参加了杂交水稻国际培训班的组织和承办工作。

  团队核心成员张玉烛研究员则主要负责水稻高产高效与绿色生产技术研究与示范。他主持研究成功的“蜂—蛙—灯”治虫技术,对水稻主要害虫可起到绿色防控效果。

  主要队员中,“70后”“80后”也在成长。袁定阳、王伟平、吴俊等年轻一代,担当起分子生物育种技术的探路者。

  “由于奖励办法的规定,杂交水稻研究的前辈像周坤炉、罗孝和、王三良没有列入团队,我们不会忘记他们的贡献。”邓启云告诉记者。

  形态改良和杂种优势利用成就超级稻

  发端于湖南的杂交水稻研究,一直保持着世界领先地位。背后,就是这支以袁隆平为核心、以湖南杂交水稻研究中心和湖南省农科院研究人员为主体构成的团队。

  在团队的持续努力下,杂交水稻的产量优势在超级稻攻关中一步步得到提高,并且创下百亩片平均亩产的多个世界纪录。

  超级稻二、三、四期攻关的领跑品种Y两优1号、Y两优2号、Y两优900,都是邓启云的杰作。“这是形态改良结合杂种优势利用思路指导下的结果。当初袁老师要我走这条路时,我还纠结了一晚上。”他笑着告诉记者。

  那是1997年,邓启云开始攻读袁隆平的博士研究生。起先,袁隆平给邓启云设定的研究方向是马来西亚野生稻中的高产基因。这个方向正与邓启云“搞通分子育种”的人生规划一致,他兴致勃勃地做起了研究。

  大半年后的一天,袁隆平在南京考察时偶然发现了一个形态特别好的杂交水稻品种,这启发了他的灵感,回到长沙后,他一头扎进长沙的试验田里观察、测量了大量数据,写下了著名的论文《杂交水稻超高产育种》。在这篇文章里,袁隆平提出了“形态改良与杂种优势利用相结合选育超级杂交稻”的学术思想。他希望邓启云回到常规育种的路上来,挖掘形态改良与杂种优势利用相结合的潜力。

  “袁老师对我说,如果我坚持分子育种,他也指导不了我。坚持还是放弃?我想了一晚上。第二天一早跑到袁老师办公室,告诉他就按他的思路办。”邓启云说,这一改就是20年,改出了好多门道。

  形态改良研究出的杂交水稻全株理想株形,其外貌特征为“高冠层、矮穗层、中大穗”。顶层高,光合作用就强;穗子矮,抗倒伏能力强;中大穗,粮仓满满。而且,随着研究的深入,最好让杂交水稻随着全生育期不同阶段的需求,呈现出动态的理想株形。

  像Y两优2号就是典范。青幼苗期,稻田好多空地盘,叶片可伸展着晒阳光;进入孕穗期,有如“身怀六甲”,叶片就收敛直立;到成熟期,顶层叶片紧相连,增强光合作用。

  杂种优势利用,也从品种间杂交进入亚种间杂交阶段。

  “Y两优1号只在母本有一点点粳稻血缘。到Y两优900,父本就是籼粳杂交的广亲和基因水稻。《自然》杂志曾刊文评论 Y两优900是‘40年来杂交水稻育种的巅峰之作’。”邓启云告诉记者。

  也算是一个小插曲。当年曾被中断的马来西亚野生稻中的高产基因研究,又被邓启云捡了起来,成果还获得了湖南省技术发明奖一等奖。

  追逐阳光的候鸟群

  搞杂交水稻研究,海南三亚的南繁基地是研究者们每年必去的远方。

  从10月底开始,团队中的成员就陆续出发了。到了来年的二、三月,正是水稻抽穗开花的关键时期,南繁基地就很热闹了。那个时节,常常能遇上春节,不能回家过年也就成了高概率的事件。

  杂交水稻的优势来源于遗传变异。育种家的工作之一就是创造变异。血缘关系越远的亲本,杂交后产生的分离就越疯狂,变异就越大。其中,优良的变异一旦被捕捉到,让变异稳定下来就是最重要的事。因为如果变异不稳定,也就无法制成稳定的杂交水稻种子。

  一般来说,在自然条件下,变异稳定需要8代。在湖南,种植1代需要1年时间。海南独特的气候条件,可以在冬季加育1代,这样可以缩短一半的研究时间。

  16年前在海南三亚的试验田里出现的一株水稻,曾让邓启云感叹像是见到了“梦中情人”,这就是后来撑起两系杂交稻半边天的Y58S不育系。

  “相对父本来说,杂交水稻的母本更难选育。我是1989年第一次搞不育系的研究,直到2001年才成功育出Y58S,也就是稳定下来,2005年才完成审定。”邓启云回忆。

  吴俊博士,是邓启云的学生。从湖南的实验田到三亚南繁基地,如今也重复着老师的脚步。

  “我们手里都有一根自制的竹尺子,1米6长,因为下田要量水稻植株的各种长度,而一般的尺子没有这么长的刻度。”吴俊笑着说,早上下田露水重,竹尺子还可以拨开水稻,莫弄湿衣服。

  对杂交水稻增产密码的破译,人类还有大量的未知领域。

  “希望就在你们年轻一代。”邓启云对吴俊说。

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  袁隆平杂交水稻创新团队紧盯国家粮食安全战略需要,攻坚克难、不断创新,经过21年的建设,形成以袁隆平、邓启云、邓华凤为团队带头人,以中青年专家为主体,总人数85人,高级职称45人,平均年龄42岁,学科门类齐全,人才结构合理,持续领跑世界的创新团队。

  团队聚焦杂交水稻科学问题,攻克系列技术难题,使我国杂交水稻始终稳居国际领先水平:

  1.创新两系法杂交水稻理论和技术,推动我国农作物两系法杂种优势利用快速发展。

  2.创立形态改良与杂种优势利用相结合的超级杂交稻育种技术体系,先后率先实现中国超级稻第一、二、三、四期育种目标,创造百亩示范片平均亩产1026.7公斤世界纪录,引领国际超级稻育种方向。

  3.创制安农S-1种质以及培矮64S、Y58S等突破性骨干亲本,为全国80%两系法杂交稻提供育种资源。

  4.培育金优207、Y两优1号、Y两优2号、Y两优900等93个全国大面积应用品种,累计推广超过8亿亩。

  5.创建超级杂交稻安全制种、节氮高效、绿色栽培等产业化技术体系,促进民族种业发展。

  团队获国家最高科学技术奖1项、科技进步奖特等奖1项、科技进步奖一等奖2项等国家科技奖励共11项,获省部级奖51项。

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