正文 第十一章 走在農業高科技前沿(1 / 3)

老驥伏櫪,壯心不已。我想再研究10年,一係法超級稻肯定能成功,我還要為這個目標奮鬥。——袁隆平

袁隆平是“雜交水稻之父”,他在遺傳育種方麵開展的卓有成效的研究,使得中國雜交水稻在產業上形成了很強的優勢,解決了我國的糧食生產安全問題,不僅中國人民受益,外國人民也受益,特別是發展中國家的人民受益匪淺。中國科學院基因組生物信息學中心開展的中國水稻(秈稻)基因組研究,則是在分子水平開展工作,且要在整體上破譯水稻的生命信息,為今後提高水稻的產量,特別是改善水稻的品質,奠定一個良好的基礎。——(中國科學院副院長)陳竺

超級稻的技術路線

早在1980年,日本最先提出了“超級雜交水稻”的計劃。1989年,國際水稻研究所也提出了“超級稻”的概念。他們經過十多年的摸索,在實驗中沒能取得突破。袁隆平認為,那是技術路線失當,他想找到一條新的超級稻育種途徑和理想模式。

實際上,從1985年開始,袁隆平已經在思考和尋找“超級稻”的育種辦法了。1998年,他提出了中國超級稻的具體實施計劃,分為兩個階段進行。第一期目標是2000年實現大麵積試種達到平均畝產700公斤。第二期目標計劃在2005年實現,使大麵積水稻試種畝產達到800公斤。超級稻計劃完成後,中國每年將增產稻穀3000多萬噸。

袁隆平充分發揮了自己田間實驗積累的豐富經驗,選取培矮64S/E32為實例,提出了增源為核心,選育葉片長、直、窄、凹、厚,冠層高而重心低的超級稻優良株葉形態模式。這個模式抓住了水稻植株的葉片,用袁隆平的話來說是“葉裏藏金”。

他選擇的技術路線是“三個利用”,即:利用亞種間雜種優勢;利用野生稻中的增產基因;利用新株型超級稻配組。

利用野生稻的增產基因,必須通過基因轉移的分子生物工程技術。但是,建立一個生物分子實驗室需要將近4000萬元人民幣,這是一筆巨大的資金。

為了盡快地啟動這項研究,袁隆平采用了“借雞下蛋”的辦法。他讓在國外留學的學生帶著課題任務,充分利用外國先進的科研設備,進行實驗和研究。1995年,他的學生肖金華、李繼明在美國康乃爾大學坦科裏斯實驗室,從馬來西亞野生稻中發現了兩個重要的QTL基因位點,據測定,每個基因位點具有比三係高產雜交組合威優64增產18%的效應。

所謂QTL基因,就是數量性狀基因。它是有利的增產基因,也包含著某些不利基因,性狀不夠穩定。

肖金華、李繼明發現的兩個基因位點送回國內後,需要采用分子生物工程技術把不利基因剝離去掉,再把純有利的基因定位、克隆出來,轉入到其他水稻中去,從而達到增產的目的。這些工作步驟不便在國外進行,所以要籌措巨額資金,用來購置高技術設備,完成後麵的工作。

受到這次“借雞下蛋”的啟發,袁隆平將開展更大範圍的高技術合作。

田間實驗和示範種植在緊張地同步進行,形勢喜人——

2000年,湖南湘西龍山縣千畝超級雜交稻示範田突破平均畝產700公斤大關,達到超級雜交稻第一期目標,標誌著我國在這一領域的研究走在了世界前列。

2001年,浙江金華市武義縣種植超級稻3.2萬畝,畝產超過700公斤,與其他同熟期晚稻相比每畝增產150公斤以上。

這年,湖南郴州超級雜交稻百畝示範田的141.5畝示範田,平均畝產達到777.8公斤。

收割季節,袁隆平來到武義縣南湖畈村,隻見千畝超級稻示範田裏稻浪翻滾,一派豐收景象。他信手摘了一個稻穗數了數:337粒。他指了指一塊已收割完的田,問一個正在幹活的農民:“這塊田收了多少稻穀?”這個農民回答說:“這塊田麵積是0.8畝,實收畝產721.8公斤。”袁隆平聽後,露出了滿意的笑容。

中國超級雜交稻的成果引起了國外的廣泛關注,美國《科學》雜誌發表文章說,超級雜交稻在中國獲得成功,是解決未來世界糧食問題的有效途徑。

袁隆平對在2005年完成的第二期目標,即實現大麵積試種平均畝產達到800公斤充滿信心。第二期目標計劃進展順利,雲南永勝縣小麵積示範栽培創造了畝產1138公斤的超高產紀錄。在他的構想中,超級稻計劃不僅要實現水稻單產量的大幅度提高,還要做到水稻品質的優化,實現高產與優質的結合。

破解超級稻的基因秘密

袁隆平與楊煥明、於軍、汪建、劉思奇等人領導的中科院遺傳所人類基因組中心進行合作,於2000年啟動了超級稻計劃的“姊妹計劃”——水稻基因組測序和重要農藝性狀功能基因組研究,將在完成中國的超級水稻基因組測序的基礎上,全麵開展超級雜交稻的基因研究,在分子層麵探索超級稻的秘密,確保中國水稻高產、優質、持續創新的能力。

中科院為什麼選擇袁隆平先生的超級水稻作為研究目標呢?2000年4月初,美國最大的基因工程公司孟山都公司宣布,他們做完了水稻的基因組測序,但他們做的是粳稻。日本有一個多國參加的國際水稻基因總計劃,做的也是粳稻。而袁隆平的超級水稻是秈稻,是雜交出來的。

粳稻和秈稻的差別是很大的,從粳稻與秈稻來比較,秈稻表現出更多的雜交優勢,而且本身也是中國的一個特色,是真正的中國特色。