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谁来养活中国人?他,用小麦增产千亿斤让中国成为粮食大国

宏基因组 2022-03-28

The following article is from SME科技故事 Author SME情报员

本文转载自“SME科技故事”,已获授权。

 

《谁来养活中国人》,美国作家莱布斯·布朗在1995年写书发问,引发一时轰动。

如今看来,这一诘问毫无意义,中国何时拖了世界的后腿?


但在当时,书中的数据是许多外国政客的武器。

直到2005年,一位中国农学大家的一番论证才让世界看清了中国粮食的地位。



在《谁来养活中国人》中,作者以日韩的农业发展为模版,参照1950~1990年中国农业的进程描绘了中国2030年时的农业景象——产不足供,需要他国支援


许多国内农业从业者对此都非常反感,但只有农学家李振声院士用实际数据反击。


他整理1990到2004年间农业的变化,在2005年博鳌论坛上向世界发声。


他们如何能想到,中国可以做出许多革命性的技术呢?水稻技术的骇人成就、小麦亩产的突破性进展,都是他们始料未及的。


李振声在2005年博鳌论坛


他们想不到,除了袁隆平,中国还有个李振声,一个让中国小麦傲视全球的农学家。


___________


1956年,李振声背上行囊,离开了中科院遗传选种实验馆,离开了无数年轻人逐梦的北京。

他踏上火车,奔赴陕西杨凌支援大西北。

 


在陕西,一片片延伸到天边的小麦田映入他眼帘。

但小麦条锈病*几乎感染每一块地,农民蓝裤子下田,黄裤子回来,言谈玩笑中的失落根本藏不住。


他回想来之前看到的那组数据:一场空前的病害,让黄河流域的农地损失了100多亿斤的小麦收成。


这是老天爷要跟农民抢食啊!


*注:小麦条锈病俗称“黄疸病”,是小麦的重要病害,染病植株在叶片上会出现鲜黄色条状的孢子堆,破裂后会产生锈褐色的粉状物。


李振声


李振声在一个农民家庭长大,对于饥饿再了解不过。


他年少丧父,寡母与兄妹五口人一起熬过了山东的饥荒之年,挨饿贯穿了他整个童年。


如果不是山东农学院那则招生广告——“又有饭吃,又能上大学”,因贫困辍学的李振声如今也只能为三餐忧心。

 


1950年,山东农学院并入山东大学


在大学,李振声遇到了两位良师:沈寿铨教授和余松烈教授。

两位都对种植小麦有着很深的理解,他们的课让李振声对小麦育种产生兴趣。


他还将在学校接触到优良的小麦品种,带回老家。

小麦将老家的土地染成金黄色,远胜“祖传老品种”的收成,乡亲们的笑脸久久刻在他的心里。



李振声彻底被农业技术折服,也被植物的多样性所折服。

他醉心于小麦育种的技术,以优异的成绩从农学系中毕业。


毕业后,他幸运地被分配到了北京,跟着导师继续研究小麦育种,他们收集了800余种牧草,对品种特性作了详细的研究。


哪想这一个看似与小麦无关的研究,却成了他攻克世界级难题的关键。


 小麦条锈病


小麦条锈病被称作“小麦癌症”,传播速度非常快,染上条锈病的小麦田很难有效控制病情,基本就注定减产。


条锈病病菌变异速度也非常快,平均每5年就会产生一个新的小种,以当时的育种水平,也只能做到8年育成一个新的品种,全世界都束手无策。


以抗病品种对抗条锈病,无疑是痴人说梦。



在田地里的李振声


身处陕西,切身体会过小麦条锈病的可怕,更是让李振声清楚个中难度。

但数年对牧草的研究,让他有了特别的对策。


小麦算得上是大自然的馈赠,九千年前我们最早种植的小麦,叫做一粒小麦。


一粒小麦得名于中东地区挖出的一根小穗,完整的穗子上却仅有一粒种子,可见产量之低。




幸运的是,一粒小麦在变迁中遇到了拟斯卑尔脱山羊草,发生了一次天然的远缘杂交。


一粒小麦自此便成了二粒小麦,意味着产量翻了一番.


但这还不算,二粒小麦又凝结了粗山羊草贡献的基因,这才成了如今的小麦。


两次大自然的鬼斧神工,为李振声提供了思路——远缘杂交

  



能不能通过人工的手段,把其他牧草的抗病基因融入小麦里去?

这绝对有可操作性,几类野生牧草对条锈病的抗性惊人。


但远缘杂交本身就是一个遗传难题。

好比骡子兼具了马与驴的优点,却落下了无法生育的缺点。

植物远缘杂交即使有着自然案例撑腰,仍需要迈过“无法杂交、不育、遗传跑偏”三座大山。


 

比起其他人,李振声是有优势的,对牧草的研究,让他迅速锁定了偃麦草作为亲本。


为了克服两种作物花期不同的问题,他和同事每天倒时差工作,在夜间用人造光源延长光照时间催熟偃麦草。


就这样,硬是把偃麦草的花期提前了两个月,赶上了小麦的花期。


但研究过程仍有众多障碍,例如为了克服“不育、遗传跑偏”的问题,他将细胞遗传学都研究了个透彻。



常被用来当作牧草的偃麦草


最初的8年,李振声年复一年,对上千朵小花进行了授粉,也仅仅得到了几粒种子。

这些可育而又符合性状要求的种子,还要不断回交加强性状的表现。


得到了可以稳定遗传的材料后,还需要继续选出最优良的植株。

 



1964年6月14日,这一天对于李振声而言是既惊又喜。


在小麦成熟前,迎来了延绵40天的阴雨天气,随后天气突然放晴,阳光照得人眼睛疼。


一天之内,高温让李振声试验田里几乎所有的材料都干青了。

 



在这几乎算得上毁灭性的打击下,李振声仍然坚持检查了试验田。

他突然发现,除了偃麦草,还有一株材料叶片金黄,颗粒饱满。


这正说明它继承了偃麦草和小麦优良性状,是梦寐以求的最优良的那一株*。


接下来他们仍需继续改良,改良出抗病性、高产、稳产、优质的小麦品种。


*注:这一株里程碑式的小麦品种被称作“小偃55-6”,尽管这时主要体现的是抗旱、抗高温的能力,但这也说明这一株引入偃麦草基因非常成功,大概率抗病性也强,后来证明这个推测思路没错。



这时候,他遇到了科研大坎:经费难报。

起初因为“远缘杂交”的课题已经遭到众人的质疑,而长时间毫无成果,让他的处境更加窘迫。


不得已,他只好也做些“欺骗”。

他让团队同时以普通杂交的方式研发一些小麦品种,有了这些充数的成绩才不至于被撤了经费。



长穗偃麦草对条锈病就有强抗性


耗时间是农学研究最大的特点,作物的生长周期局限了农学研究者的速度,而辛苦程度也不亚于其他研究,这怕是多数人未曾关注到的。


李振声依旧每天都下到地里查看小麦材料的长势情况,对实验田之熟悉,甚至不需要翻看记录就能说清每个材料的位置。


就这样每日千篇一律地观察筛选,他终于培育出了最优良的品种——“小偃6号”。


至此时,他足足干了25年。

 


小偃6号


“小偃6号”能同时抵抗条锈病菌8个小种,而且产量和品质方面也都相当优秀。


在黄淮流域得到大面积种植,在农村都传出了“要吃面,种小偃”的民谣。

 

“小偃6号”还被选为我国小麦育种的重要亲本,其衍生品种多达几十个,累计种植面积超过3亿亩,增产150亿斤以上。


其中一个衍生品种“高原333”还创造了当时单产最高的世界纪录。

 



凭借“小偃6号”,李振声获得了1985年国家科技发明一等奖。


开创了我国小麦远缘杂交品种在生产上大面积种植的先例,是名副其实的“小麦远缘杂交之父”。




他没有因为成就停下脚步,循着国外研究者的经验,他开始尝试开展染色体工程研究。


凭着一套独有的染色体工程工具材料,他为小麦染色体工程育种开辟了一条新途径,是一项国内外首创成果。


这次,仅仅3年时间,他就做出了新品种“代96”,又一个优良亲本。



与其他的农学家相比,李振声更为关心粮食危机。

除了解决小麦条锈病的问题,他还多次发挥了一个“农业科技脊梁”的作用,为国家增产良多:


1985~1987年,李振声向国家提出了在黄淮海地区进行中低产田治理的方案,6年的治理为黄淮海地区增产504.8亿斤

1991~1994年,李振声率领中科院农业问题专家组进行调查研究,为增产1000亿斤粮食提出对策和建议。

2004年,他在我国粮食连续5年减产时,在“中国科学与人文论坛”上发表演讲,提出3年恢复性增长的建议。



李振声也曾有机会从基层走出来,得到过一次担任陕西省副省长一职的机会。

陕西省人大常委会常务副主任专程到他家中去游说他,李振声却表示:“做研究更能发挥我的作用。”


他不想离开基层,是不想舍弃自己的价值。


90年代时,已经是新一代农业人才的时代,但他退居二线也从不闲着。

他在昌平平西府建立了一个新的育种基地,基地未建好时交通不便,他就每天提个盒饭在基地一呆呆一天。




如果说有什么让他愿意暂时停下工作,也就有他挚爱的妻子。

工作上倾力支持他的妻子在2003年时因为脑溢血卧床不起,为了照顾妻子,他总是医院田地两端跑。

再忙也会抽出些时间陪着她,但他仍因为工作,错过见妻子的最后一面。

年近7旬的老人,压住了所有情绪,对工作依然一丝不苟。


李振声与妻子李继云


2007年,李振声终成正果,获得国家最高科学技术奖。

自这项奖成立以来,只有袁隆平与他以农学家的身份拿下了这个奖,相比袁隆平,他的名气却缺了些。


或许是他太过内敛,他曾说,不希望得到这个奖。

他想的是,这么大的奖,他该如何去报答国家的恩情。


于是这位自认身子骨不错的老人,又动身去往环渤海地区做下一个项目。

 



但李老,真要报恩,也是我们所欠你的恩情。

你向前的背影,足以成为每一位农学人追随的旗帜。


*参考资料

刘永谋, 侯光明. 育种大师科研决策中的创新方法研究[J]. 中国软科学, 2010.

孙英兰. 李振声:杂交小麦之王[J]. 瞭望, 2007.

李振声. 我把草的基因转到小麦里[J]. 中国科技报, 2010.

章轲. 李振声:4次粮食“危机”时的科技脊梁[N]. 第一财经日报, 2007.

李振声. 我国小麦育种的发展历程[J]. 中国农村科技.

李振声. 用于小麦染色体工程的蓝粒小麦单体系列材料的创制[J]. 遗传, 2001.

李振声, 陈潄阳, 李容玲, 刘冠军. 小麦—偃麦草杂种夭亡与不孕问题的探讨——小麦与偃麦草杂交的研究(二)[J]. 作物学报, 1962.

李振声, 陈潄阳, 刘冠军, 李容玲. 小麦与偃麦草远缘杂交的研究[J]. 科学通报, 1962.

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作者系网易新闻·网易号“各有态度”签约作者

内容为【SME】公众号原创

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