【每日新书】《袁隆平口述自传》|了解“杂交水稻之父”的人生历程。
了解“杂交水稻之父”的人生历程。
核心书摘:
2021年5月22日13时07分,“杂交水稻之父”、中国工程院院士、“共和国勋章”获得者袁隆平先生,因多器官衰竭,在长沙湘雅医院辞世,享年91岁。噩耗传来,国人失色,举世同悲。联合国官方微博发布悼念文字:“袁隆平院士为推进粮食安全、消除贫困、造福民生作出了杰出贡献!国士无双,一路走好。”
英国、美国、葡萄牙,以及印度、孟加拉国、巴基斯坦、马来西亚、巴西、马达加斯加等多国媒体、官员和农业科学家,都对袁老的逝世表达了沉痛哀悼。一位91岁的老人,为什么能够赢得大家如此厚爱?袁老的一生,究竟有哪些突出贡献?他给这个世界,到底留下了什么?今天,我们想通过《袁隆平口述自传》这本书,来说一说袁老伟大的一生,以此纪念这位“把百姓的饭碗放在心上”的科学巨擘。
关于作者:
袁隆平先生,“杂交水稻之父”、中国工程院院士、“共和国勋章”获得者。
学什么:
1、颠沛流离,少年意气
2、执教农校,不忘科研
3、独辟蹊径,杂交水稻
2021年5月22日13时07分,“杂交水稻之父”、中国工程院院士、“共和国勋章”获得者袁隆平先生,因多器官衰竭,在长沙湘雅医院辞世,享年91岁。
噩耗传来,国人失色,举世同悲。
22日下午,就有大批群众自发来到湘雅医院送别袁老。医院门口摆满了鲜花,还有人拿来了3束带着泥土的水稻。
当运送袁老遗体的车队,出发前往殡仪馆时,沿途市民在马路两侧站成人墙,大家高喊:“袁爷爷,一路走好!”场面令人动容。
5月24日上午10时,袁老的遗体告别仪式在长沙市明阳山殡仪馆举行,老天仿佛也被悲恸的气氛感染,长沙城下起了绵绵细雨,数十万民众冒雨吊唁,只为送袁老最后一程。
与此同时,袁老的离世也引起了全世界的高度关注。
联合国官方微博发布悼念文字:“袁隆平院士为推进粮食安全、消除贫困、造福民生作出了杰出贡献!国士无双,一路走好。”
英国、美国、葡萄牙,以及印度、孟加拉国、巴基斯坦、马来西亚、巴西、马达加斯加等多国媒体、官员和农业科学家,都对袁老的逝世表达了沉痛哀悼。
一位91岁的老人,为什么能够赢得大家如此厚爱?袁老的一生,究竟有哪些突出贡献?他给这个世界,到底留下了什么?
今天,我们想通过《袁隆平口述自传》这本书,来说一说袁老伟大的一生,以此纪念这位“把百姓的饭碗放在心上”的科学巨擘。
这本书,是由袁老以第一人称的形式口述,他的学生兼助手辛业芸博士访问整理而成的。在书中,袁老全面回顾了自己80多年的人生经历,并且系统介绍了杂交水稻的研究过程。
一、颠沛流离,少年意气
首先,我们来看看本书的第一个重点内容:袁老出生在怎么样一个家庭?他为什么会从小立志献身农业?
1、书香门第
1930年9月7日,北平城金秋送爽、丹桂飘香,袁隆平诞生在协和医院的产房里,为他接生的女医生,就是中国现代妇产科的奠基人林巧雅。
袁家兄弟五人,隆津、隆平、隆赣、隆德、隆湘,他们的名字都和地名有关,袁隆平排行第二,小名“二毛”。
袁隆平祖籍江西省德安县,出身当地名门望族“西园袁氏”。
袁隆平的父亲袁兴烈,是东南大学中文系的高材生,早年也做过县里高等小学的校长,后来,又担任民国政府侨务委员会的科长。
袁隆平的母亲华静是一位贤惠慈爱的知识女性,毕业于江苏的美国教会学校,能讲流利的英文。袁隆平受母亲的影响极大,他那口地道的美式英语,就是母亲从小启蒙的。
1931年,随着日本侵华战争的爆发,袁隆平随父母辗转迁居北平、天津、德安、赣州、汉口、重庆等地,他的少年时期,基本上是在逃难中度过的。
为了完成小学和中学的学业,袁隆平先后在8所学校上过学。虽然动荡的时局对他的学习产生了负面影响,但因为知识分子父母的悉心教导,少年袁隆平没有落下功课,他身体也很好,酷爱游泳,还在省运会中拿过银牌。
2、立志农学
1949年4月,南京解放前夕,高中毕业的袁隆平随着家人又迁回了重庆。他考大学的时候,民国政府管辖的大学只有川内的几所了,袁隆平选择了重庆北碚相辉学院的农艺系。
当时,父母都反对袁隆平学农,认为学理工科和医学更有前途,学农实在太辛苦了,但是袁隆平却固执地不肯改专业。
袁隆平之所以坚持选择农学,主要有两个原因:一方面,中学时代的袁隆平不太喜欢数学,而农学只是在统计方面有一点数学,其它没有。另一方面,袁隆平从小就对农艺有兴趣,他还在汉口扶轮小学读一年级时,有一次老师带全班去郊游,参观了一个园艺场。那个园艺场打理得井井有条,各种花草和挂在树上的水果,让袁隆平觉得非常美好。加上袁隆平看过黑白电影《摩登时代》,影片中有一个镜头,窗子外边堆满了水果,想吃什么,伸手拿来就吃。
这两处情节叠加在一起,让袁隆平心里特别向往“田园之美”和“农艺之乐”,从那时起,他就把农学当成了人生的第一志向。
最终,父母尊重了袁隆平的选择,他如愿以偿地考进了相辉学院农艺系。
解放后,经过院系调整,相辉学院和其他川内几所大学的农科,合并为西南农学院(现西南大学),袁隆平在这里学习了四年。
在大学里,袁隆平学的是遗传育种专业,他的授业老师是崇尚孟德尔遗传学派的管相恒教授。在管先生的影响下,袁隆平阅读了国内外大量的农业科技期刊,视野不断拓展,在这期间他深入学习了孟德尔的遗传学理论,为日后研究杂交水稻打下了基础。
二、执教农校,不忘科研
接下来,我们来看看本书的第二个重点内容:是什么机缘让袁老走上了杂交水稻的研究之路?在科研初期,袁老又走过哪些弯路?
1、农校教师
1953年7月,袁隆平作为新中国第一代大学生,从西南农学院毕业。
他接受分配,义无反顾地来到了湘西雪峰山脚下的安江农校,成了一名中专教师,开启了18年的教书生涯。
在这所偏僻穷困的农校,初来乍到的袁隆平就挑起了大梁,他先是教俄语,后来又开始教植物学、遗传育种、作物栽培等专业课,还成了农学班的班主任。
虽然教学任务繁重,但他喜欢和学生们打成一片,带着学生们唱俄语歌、拉小提琴、练跑步、学游泳、踢足球。
为了把专业课上好,袁隆平在教学资源匮乏的情况下,就自己画表格、制图解、编写《遗传学》教材,带着学生们下农田,或者上雪峰山去采集各种标本。
教书之余,他还指导同学们成立了科研小组,和大家一起搞农学试验,尽量把课本知识和实践结合起来。
2、初试科研
1956年,国家号召全国知识分子向科学进军,国务院也组织制定了科学发展规划,天性喜欢钻研的袁隆平,也在安江农校迈出了他科研探索的第一步。
袁隆平的研究项目是遗传育种,当时这个领域有两大学派:
一派以前苏联生物学家米丘林、李森科为代表,他们提出了“无性杂交”的方法,就是通过嫁接手段,把两个遗传性不同的可塑性品种接在一起,从而创造“新的品种”。但是无性杂交技术否认植物基因的存在,也没有深入到细胞,只是从外部性状去发展生物的遗传,最终走进了死胡同。
另一派是以奥地利生物学家孟德尔和美国遗传学家摩尔根为代表的遗传学派,也叫经典遗传学派。
这一派认为,基因支撑着生命最基本的性能和构造,储存了生命的血型、生长和衰亡的全部密码,在生物遗传中起着核心作用。
袁隆平一开始搞科研,是按照米丘林、李森科的理论,把月光花嫁接到红薯上,希望上面结种子,进行繁殖;下面产地瓜,用来增产增收。
结果,第一批试验果然搞出了名堂,地下长出了重达17.5斤的“地瓜王”,而且上面也长满了种子。然而,第二年继续实验时,袁隆平把月光花嫁接红薯的种子种在地里,看到的却是和无性杂交期望相反的一面:地面上长出的还是月光花,但地下结不出红薯了。
这引起了袁隆平的思考,他毅然抛弃了无性杂交的研究,转而研究孟德尔、摩尔根的遗传学理论,开启了科研新征程。
3、饥饿启迪
及时醒悟的袁隆平意识到,要培育良种,只能通过孟德尔、摩尔根的遗传学方法。袁隆平开始杂交水稻研究的真正契机,是那场长达三年的饥荒。
1960年前后,我国遭遇了三年困难时期,粮食大面积歉收。
袁隆平饿得浑身浮肿,为了填饱肚子,野菜、草根、树皮、红薯藤,这些东西他都吃过。袁隆平还亲眼见过有人饿死在路边,饿殍倒地的场景极大地刺激了袁隆平,让他深切体会到“民以食为天”的真实含义。
作为一名农业科技人员,他非常自责,同时也下定了决心,发誓一定要解决粮食增产问题,不让老百姓再挨饿了。
可是,想要提高粮食产量,要从哪里入手呢?
袁隆平从文献上了解到,美国科学家通过10年的杂交玉米实验,成功地提高了玉米产量;墨西哥也培育出了增产显著的杂交小麦。
他感觉到杂交技术是一条出路,而且世界三大主要粮食作物中,只有水稻在杂交育种的技术上还没有突破,于是,袁隆平就把杂交水稻作为自己的研究课题。
三、独辟蹊径,杂交水稻
最后,我们再来看看本书的第三个重点内容:袁老如何创造性地提出水稻的杂交优势?在研究的过程中,袁老都经历了哪些不为人知的波折和艰辛?
1、杂交优势
从生物学的角度来说,两个遗传基础不同的物种进行杂交,杂交后代所表现出的各种性能都优于杂交双亲,这就是所谓的杂种优势,也叫杂交优势。
事实上,至少在2000年前,中国古人就已经开始利用杂交优势了。
中国最早出现的杂交技术,其实是动物的杂交。在魏晋南北朝时期,北魏著名农学家贾思勰,就在《齐民要术·养马、牛、驴、骡第五十六》中,总结了马驴杂交的相关经验。
贾思勰认为:“骡,驴覆马生骡,则准常。以马覆驴,所生骡子者,形容壮大,弥复胜马。然必选七八岁草驴,骨目正大者,母长则受驹,父大则子壮。”
从这段相对直白的文言中,我们可以得到以下启示:
第一,古人已经明确认识到了杂交带来的优势。“以马覆驴,所生骡子者,形容壮大,弥复胜马”,说的就是母马和公驴杂交,生的骡子个头大,比马强壮。
第二,选择杂交父本和母本时,要注意它们的质量。“母长则受驹,父大则子壮”,说的就是母本优秀有利于受孕,而父本优秀则易于产生生命健壮的个体。
第三,注意到了杂交中的母体效应。“驴覆马生骡,则准常”,这句话意思是说马父驴母杂交,生出的骡子,个头和马差不多。
其中,马骡的个头会超过马,驴骡的个头跟马一样,两相比较,显示出了母大则儿壮的母体效应。
可以说,不管是动物还是植物,杂交优势的利用,都是选育高产新品种的最有效、最成熟的方法之一。
然而,水稻的杂交优势利用技术却在很长一段时间里没有取得突破。
这主要是因为,水稻是一种自花授粉的作物。说白了,水稻是雌蕊和雄蕊在同一朵花里,由同一朵花的花粉给柱头进行授粉来繁殖后代。
如果想要水稻杂交,必须先把雌雄同花的水稻“阉割”——去掉雄性功能,让它变成性别单一的母水稻,这样才能与其他水稻品种杂交,可是靠人工给水稻“去雄”的方式,这条路是走不通的,因为依靠人工去雄的方法获取杂交种子,会耗费巨大的人力、物力、财力,少量实验可以,大规模生产很不现实。
所以,当时经典遗传学的理论认为:“自花授粉作物,自交不退化,杂交没有优势。”很多人也是依据这个理论,嘲笑袁隆平研究杂交水稻是天方夜谭。
难道水稻真的就不能利用杂交优势吗?袁隆平偏不信这个邪。
2、雄性不育
“科学研究和艺术创造一样,也需要灵感。”这是袁老在从事多年科研后总结的一条规律。很快,1961年7月,袁隆平迎来了第一个科学灵感。
那天,袁隆平在农校的实验田里选种,他偶然发现一株长得特别饱满的水稻,一穗籽粒上竟然有230粒,按单株产量算,亩产可以达到500公斤。
袁隆平如获至宝,他悉心地把稻种收集起来,第二年又播种在瓦罐里精心培育,结果,“望稻成龙”的袁隆平却落了空——那株“鹤立鸡群”的水稻后代,没一个赶得上它们的老子。
为什么会这样呢?
根据孟德尔、摩尔根的遗传学理论,袁隆平分析认为,“纯种水稻的子代是不会分离的,杂种的第二代才会出现分离”。也就说是,这株“鹤立鸡群”的水稻,是一株天然的杂交水稻!
这给袁隆平带来了启发,他进一步明确了自己的研究方向:既然天然杂交水稻是存在的,这就证明了水稻的杂交优势是可以被人类利用的,人工杂交的水稻也是可以被培育出来的。
现在最关键的突破口,就是如何找到一株具有单一功能的、天然不育的母本(母稻),也就是雄性不育系。然后,把这株不育的母本和其他品种杂交混种,就能产生可以大面积应用的杂交水稻种子了。
可是,这又谈何容易?
从1961年发现天然杂交水稻,一直到1964年夏天,整整4年光阴,袁隆平都在寻找天然雄花不育的母稻(雄性不育株)。
因为稻花在强光下观察效果更好,所以,袁隆平每天都是在大中午时,顶着毒辣的日头,在农校的水稻实验田里拿着高倍放大镜,一朵一朵地检查。
1964年入夏后的一天中午,太阳几乎呈直射状态,袁隆平像往常一样拿着放大镜,执着地在田里寻找着雄性不育株。突然,一株性状奇怪的稻株引起了他的注意:在放大镜下,那朵稻花的雄性花蕊已经萎缩干瘪,在绽放时没有开裂,这就是一株天然的雄性不育株啊。
这一历史时刻,被袁隆平的妻子兼助手邓则记录在了观察笔记上:1964年7月5日,午后14时25分,在安江农校水稻实验田,发现“洞庭早籼(xiān)”天然雄性不育株。
后来有人测算过,象袁隆平这样在普通稻田里找到天然雄性不育株的概率,大约是五万分之一,其中艰辛可想而知。
发现第一株天然雄性不育水稻后,袁隆平和妻子邓则又陆续找到了6株同类的水稻。之后,袁隆平在实验中发现,天然雄性不育稻株的人工杂交结实率高达90%,杂交繁殖的后代,绝大部分都保持了母本的雄性不育特征。
这就说明了,水稻的雄性不育是可以遗传的,并且还可以通过人工杂交实现高产。
2、三系配套
1966年2月,袁隆平根据几年的实验研究和科学观察,撰写了题为《水稻的雄性不孕性(那时袁老还没有对水稻雄性不育性正式命名,所以称为“水稻雄性不孕性”)》的论文。
在这篇发表在中国科学院院刊《科学通报》第17卷第4期的论文中,袁隆平首次提出了三系法杂交水稻的技术路线。
简单来说,所谓三系法,第一步是找天然的雄性不育株,这是培养不育系的基础;第二步,把正常发育的特定品种的水稻花粉,授予雄性不育株的雌蕊,让不育系能一代一代保持下去,进而培养出保持系;第三步,筛选和培育出一种水稻和雄性不育系杂交,让它们的杂种第一代恢复生育的能力,成为能自交结实的稻株,进而培养出恢复系。
最终,通过这三系循环杂交,就能培育出具有明显产量优势和生长优势的人工杂交水稻,从而实现提高产量的目的。
就在袁隆平发表论文的那年夏天,国内那场史无前例的政治运动爆发了,每天守着实验田做学问的袁隆平也没有幸免,他被某“造反派”头头盯上了。
袁隆平被打成了走“白专道路”的典型遭到了批斗,他用来种植实验秧苗的坛坛罐罐全被砸烂了。万幸的是,他的学生李必湖和尹华奇,冒着生命危险“偷出”了三盆秧苗,保住了稻种。
就在袁隆平陷入绝望之际,他的论文引起了国家科委的重视,袁隆平得到了特别保护。1967年3月,湖南省科委把“水稻雄性不育”列入省级科研项目,还给他批了一笔研究经费。
为了加快实验进程,袁隆平决定走出安江盆地、跳出雪峰山谷,去海南、岭南、云南等阳光充足的环境中去育种。
然而,从1964年首次发现天然雄性不育株,袁隆平的团队花了整整6年时间,经过3000多次杂交育种实验,却始终没有筛选出不育株率和不育度都达到100%的不育系。
袁隆平猜测,可能是由于已有的不育系和用来杂交的水稻彼此间亲缘关系太近,不利于优育。于是,他想到利用远缘野生稻和栽培稻进行杂交,来攻克这个难题。
“野败”的发现,为袁隆平的研究迎来了转机。
1970年秋天,袁隆平带领助手来到了海南三亚,他准备在这里繁殖不育系。在南红农场,他的助手李必湖发现了一株天然的雄性不育野生稻,袁隆平给它取名为“野败”。
接着,袁隆平把野败的不育基因导入栽培稻,结果他惊喜地发现,它们产生的杂交后代实现了雄性不育特征百分百遗传。
1971年初,国家科委和农业部决定,组织水稻雄性不育科研项目的全国大协作。随后的2年,全国各省育种专家通力合作,大家利用“野败”和数百个品种的正常水稻进行了数千次杂交实验,找到了不育系和保持系,并在此基础上找到了恢复系。
到了1973年10月,袁隆平发表了题为《利用野败选育三系的进展》的论文,正式宣告,我国籼型杂交水稻三系法配套成功。
3、再创辉煌
三系法配套成功,杂交水稻诞生了,各种奖项也纷至沓来。
改革开放之后,袁隆平不断受邀访问世界各国,帮助有需要的国家培育杂交水稻。这种很有生产优势的水稻被国际友人誉为“东方魔稻”,还有人称它是中国的“第五大发明”。
1982年,在菲律宾马尼拉召开的一次学术讨论会上,当印度农业部前部长斯瓦米纳森把袁隆平请到主席台上时,会议大屏幕赫然出现了一行英文:“杂交水稻之父袁隆平”。
斯瓦米纳森动情地说:“我们把袁隆平先生称为杂交水稻之父,他是当之无愧的,他的成就不仅是中国的骄傲。他的成就为世界带来了福音。”
然而,面对荣誉,袁隆平没有停止科研的脚步。
1986年10月,在首届杂交水稻国际学术讨论会上,袁隆平发表了题为《杂交水稻研究与发展现状》的报告,他认为,三系法杂交水稻成本较高、效率也低,并且增产量已经到了极限,很难再有突破。
因此,他大胆提出了杂交水稻的新战略,也就是从三系法过渡到两系法,最后再进一步优化到优势最强的一系法远缘杂交优势利用。
这份报告后来被称为杂交水稻发展的纲领性文件,被国际农业科技界称为“袁隆平思路”。
很快,两系法杂交水稻研究项目,被列入国家“863计划”,袁隆平担任了全国两系法杂交水稻的协作负责人。
所谓两系法,简单来说,就是要把原来的不育系、保持系和恢复系三系省去一系,又同样能达到应用杂种优势的目的。
两系法杂交稻,是一种具有光、温敏特性的不育系水稻。所谓光、温敏特性,是指水稻的可育性转换和日照长短、温度高低有密切关系。
袁隆平研究发现,在长日照且高温的环境下,水稻表现为雄性不育;在短日照低温的环境下,水稻又可以恢复雄性可育。
1989年夏,长江中下游地区出现了罕见的低温情况,这使得光敏不育系水稻的可育性出现了反复,这一现象引发了袁隆平的思考。
他仔细研究了长江流域的气候资料,提出了两系法的新技术思路:“无论光敏还是温敏,唯有导致不育的起点温度低,并且在低于临界温度时,还需较长的时间才能恢复可育的不育系,才具有实用价值,长日下不育起点温度低、短日下不育起点温度高的光敏不育品种为最佳选择对象。”
根据这一思路,李必湖的助手邓华凤发现了光、温敏不育品种——安农S-1,帮助袁隆平团队冲破了两系法的育种限制。
随后,袁隆平的另一位助手罗孝和,又培育出了新型的光、温敏不育品种——培矮64S,进一步推进了两系法的研究进程。
最终,经过9年多的努力,袁隆平和他领导的科研协作组,先后攻克了两系法的一系列技术难关,让两系法杂交水稻在1995年得以大面积应用,到了2000年,全国累计推广面积达333万公顷,平均产量比三系稻高出10%。
1997年,袁隆平再登高峰,提出“超级杂交稻”的育种计划。
这一次,袁隆平提出的技术思路是:
第一,利用亚种(籼稻和粳稻杂交得到的水稻品种)间的杂交优势,选育超高产组合;
第二,利用野生稻的优势基因选育超高产的组合;
第三,利用新株型超级稻品种,选育超高产组合。
实践表明,袁隆平的理论每次都把握了水稻科学悸动的脉搏,指引他的同伴在最短的时间里取得显著的成果,显示了超强的科学预见性。
1999年秋,云南永胜县涛源乡超级稻试种点的超级稻,亩产达到1139公斤,创当时水稻单产世界纪录。
截止到2020年11月,超级稻又实现了双季亩产1530.76公斤(数据来自2020年央广网11月3日的新闻报道)的新纪录。
结语
以上就是《袁隆平口述自传》这本书的主要内容。
在本书的最后,我们再来回顾一下袁老的学术贡献,以此缅怀这位功勋卓著的科学家。
首先,袁老最先提出并成功实现了水稻杂交优势利用,打破了遗传学上“自花授粉作物没有杂交优势”的魔咒。
接着,袁老发明了三系法杂交水稻的选育和配套理论,设计了相关的技术规范,让杂交水稻大面积推广应用成为现实,并产生了巨大的经济效益。
在这个基础上,袁老首创了杂交水稻的发展战略体系,提出“袁隆平思路”,并构建了两系法水稻的技术路线,让两系法杂交水稻得以应用于生产。
最后,袁老创建了超级杂交水稻育种理论,让水稻的亩产大面积提高。
袁老的卓越贡献不仅在于帮助全人类克服了粮食危机,在学术理论和实践方法上,袁老还开创了一门崭新的杂交水稻研究学科,极大地丰富和发展了作物育种与遗传理论,是实至名归的“世界杂交水稻之父”。
如今,袁老已经大行,但历史和人民会永远铭记他,他在科学上的丰功伟绩,也将永垂不朽。
【编辑:王岳】
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