雜交水稻之父們（一） | kiwiFM

作者：奶樹

編輯：蝌蚪、AI工具

對(duì)于絕大多數(shù)人來說，“雜交水稻”算不上陌生，而其背后的“雜交水稻之父”——袁隆平，也是家喻戶曉。但在“雜交水稻”的研究發(fā)展過程中，還有不少?zèng)]那么耀眼，卻也濃墨重彩的名字值得被了解和記住。

我們不妨就一同回顧袁隆平和雜交水稻研究的歷史，并穿插著介紹一下這些“雜交水稻之父們”。

故事的開始可能得從一萬三千五百年前的長江流域講起，這也是如今考古學(xué)和遺傳學(xué)公認(rèn)的水稻起源。

在今天的江浙、江西，湖北和湖南一帶，這是中國也是全世界最早開始種水稻的地方。此后的上萬年里，水稻以長江流域?yàn)槠瘘c(diǎn)，北到黃河，南到兩廣海南，種植得愈發(fā)廣泛。這或許也是中國人愛吃米飯的原因。

而最早提出這個(gè)水稻起源的觀點(diǎn)，并對(duì)此進(jìn)行研究的，正是我們今天故事的第一位主人公——丁穎先生。

丁穎先生

中國稻作科學(xué)之父

讓我們?cè)僬{(diào)整一下時(shí)間線，來到140年前。

大清光緒十四年（1888年），丁穎出生在廣東高州的一戶農(nóng)村，他在家里排行最小，行十二。本就是窮苦農(nóng)村家庭，再加上家里人多，丁穎一家的日子過得那叫一個(gè)苦。父親丁林泰辛苦了大半輩子，好不容易攢錢買了十幾畝地，眼看生活就要好起來了。

但是天有不測(cè)風(fēng)云，人有旦夕禍福。因?yàn)樽谧寮m紛，家里的十幾畝地全賠光了，一夜回到解放前。接著家里老二又因?yàn)槭笠哂⒛暝缡?。一連串的折騰下來，這一大家子人，就更加難以維持生計(jì)了。

因此父親丁林泰痛定思痛，思前想后，意識(shí)到自己主要是吃了沒文化的虧。畢竟要是有文化，當(dāng)時(shí)賠地的時(shí)候，好歹也能認(rèn)得欠條上寫的是什么東西。于是乎，小兒子丁穎就成為了全家的希望。丁林泰不惜傾家蕩產(chǎn)全家負(fù)債，也要把丁穎送去讀書。

丁穎也沒有辜負(fù)父親和家人的厚望，1906年考上了市里的高州中學(xué)。畢業(yè)以后，農(nóng)民家庭出生的他依然決定學(xué)農(nóng)，日后改善家鄉(xiāng)父老的生活。之后，丁穎1912年去日本留學(xué)，1914年再去日本留學(xué)，1921年又去日本留學(xué)。

為什么要這么折騰，三渡東洋呢？

這般艱難求學(xué)路背后，其實(shí)也正是當(dāng)時(shí)清末民初時(shí)期，像丁穎這樣的有志青年心中矛盾的情緒和無奈之舉。在國外求學(xué)，丁穎等人時(shí)常被打壓得抬不起頭；很快又因?yàn)榧依锷罹狡龋坏貌换貒?/p>

在那個(gè)動(dòng)蕩的年代，國內(nèi)整體十分落后，官僚腐敗，丁穎等人壯志不得酬，精神十分難受，但也只能在“夾縫”中努力。1921年，已經(jīng)33歲的愛國“壯年”丁穎，去東京大學(xué)農(nóng)學(xué)部攻讀三年，終于獲得了學(xué)士學(xué)位。

回國之后，丁穎開始在中山大學(xué)做水稻研究。但在這個(gè)特殊時(shí)期，有一個(gè)特殊的難題擺在他面前，便是土地都屬于地主。為了搞水稻研究，丁穎只能自己聯(lián)系、買地、開展實(shí)驗(yàn)。好在花了十幾年的時(shí)間，丁穎在廣東全省設(shè)置了不同地區(qū)的試驗(yàn)田，也培育出來六十多個(gè)水稻品種，整體的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展也很順利。

這個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的階段，是丁穎在科研上最高產(chǎn)的時(shí)期。首先他發(fā)現(xiàn)了野生水稻，并結(jié)合其的優(yōu)勢(shì)，培育出了世界上第一個(gè)具有野生稻基因的雜交水稻新品種——“中山一號(hào)”。野生水稻新基因的引入，增加了原本被馴化一萬多年的養(yǎng)殖水稻基因的多樣性，也帶來了不少新的優(yōu)勢(shì)性狀。

但是，天有不測(cè)風(fēng)云，人有旦夕禍福。日本人又來了，導(dǎo)致丁穎的試驗(yàn)田全部被破壞。中山大學(xué)也因此反復(fù)搬家了三次，一路搬到了云南又搬回了廣東。

八年抗日戰(zhàn)爭，連著四年國共戰(zhàn)爭，在廣州解放前，中山大學(xué)原意再度搬遷。此時(shí)已經(jīng)是農(nóng)學(xué)院院長，61歲的丁穎這時(shí)就站出來：“搬搬搬，搬咩搬??！都搬了三次了，學(xué)校都快搬沒了，人心搬碎，設(shè)備搬殘了，還嫌糟蹋得不夠嗎？”

于是，丁穎和他的同事們留了下來。后來他也成為了中山大學(xué)農(nóng)學(xué)院，劃分出來的華南農(nóng)業(yè)大學(xué)第一任校長；并于1955年擔(dān)任了中國科學(xué)院學(xué)部委員，換句話說就是第一屆的院士。

20世紀(jì)50年代，丁穎（右一）在華南農(nóng)學(xué)院實(shí)習(xí)農(nóng)場躍進(jìn)區(qū)指導(dǎo)學(xué)生插秧

丁穎老先生的一生都獻(xiàn)給了水稻科學(xué)。他走遍了中國的大江南北，考察了水稻的品種分布，并結(jié)合歷史考據(jù)，提出了水稻起源于中國長江流域的推斷，而今天的許多證據(jù)也證實(shí)了他當(dāng)時(shí)的猜想；同時(shí)他做出了系統(tǒng)的水稻品種劃分，其中包括我們今天常說的粳稻和秈稻，晚稻，中稻，和早稻等等。

這一系列貢獻(xiàn)，讓他成為了“中國稻作科學(xué)之父”，正是他的努力，讓中國的水稻種植成為了一門科學(xué)。更讓人心生敬畏的是，即便在生命的最后時(shí)刻，丁穎先生也還心系水稻研究。1964年，76歲的丁穎先生依舊在全國考察水稻，途中突然病倒，同年因肝癌離世。

丁穎（左三）76歲時(shí)在寧夏水稻田考察

不僅如此，他培養(yǎng)的學(xué)生也都不簡單，比如中國工程院院士黃耀祥先生，開創(chuàng)了中國最早的矮化水稻（因?yàn)樗咀儼珬U子變粗了，也更結(jié)實(shí)，所以果實(shí)變多之后不會(huì)被壓倒，也就有了所謂的抗倒伏），領(lǐng)先了國際平均水平七年，黃耀祥先生也被譽(yù)為“中國半矮稈水稻之父”。

雜交水稻之父-1

在這些前輩打下的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)之上，中國水稻科學(xué)發(fā)展迅猛，其背后最關(guān)鍵的人物，當(dāng)屬被譽(yù)為“雜交水稻之父”的袁隆平先生。

1929年，袁隆平在北平協(xié)和醫(yī)院出生，按照他們?cè)易孀诹粝碌男休?，“大茂昌繁盛，興隆定有期，敬承先賢業(yè)，常遇圣明時(shí)”，他是隆字輩，又在北平出生，故起名，袁隆平。

雖然在北京出生，但袁隆平一家其實(shí)祖上世代在江西務(wù)農(nóng)。只不過袁隆平曾祖那一輩，恰好遇到押運(yùn)餉銀的清軍被太平天國軍突襲，撿到一批意外之財(cái)，家里也因此由農(nóng)轉(zhuǎn)商，做起了生意，變得富裕起來。

但是，天有不測(cè)風(fēng)云，人有旦夕禍福。即便家里有錢，也耐不住日本人又來了啊。

隨著戰(zhàn)火的蔓延，袁家也隨著國民政府到了重慶。袁隆平在博學(xué)中學(xué)，也是后來的武漢四中讀中學(xué)，也就是在這個(gè)時(shí)候，袁隆平喜歡上了游泳，或者說是熱愛游泳。年輕的袁隆平幾乎每天都會(huì)堅(jiān)持游泳，游泳水平越來越高。與之相反，袁隆平對(duì)數(shù)學(xué)卻是提不起一點(diǎn)興趣，也正因?yàn)榇?，畢業(yè)后進(jìn)入大學(xué)的袁隆平，選擇了不怎么需要數(shù)學(xué)的農(nóng)學(xué)專業(yè)。

袁隆平（前排左一）在高中參加游泳比賽的合影

1949年恰逢新中國成立，袁隆平在重慶西南農(nóng)學(xué)院入學(xué)。但入學(xué)之后，他萌生了成為飛行員的夢(mèng)想。1952年抗美援朝戰(zhàn)爭時(shí)期，袁隆平報(bào)名加入空軍。得益于堅(jiān)持游泳鍛煉，身體強(qiáng)壯的袁隆平順利通過了800進(jìn)8的選拔。

但是，天有不測(cè)風(fēng)云，人有旦夕禍福。沒等袁隆平開上飛機(jī)，戰(zhàn)爭結(jié)束了，他的飛行員夢(mèng)也破滅了。

于是，農(nóng)學(xué)專業(yè)的袁隆平?jīng)Q定老老實(shí)實(shí)，遵循初心，從自己熱愛的東西出發(fā)——立志成為一名游泳運(yùn)動(dòng)員。同年，游泳倍棒的袁隆平參加了選拔賽。但卻因?yàn)橘惽俺詨牧硕亲樱l(fā)揮失常，省賽“僅僅”游了個(gè)第四名，無緣國家隊(duì)，運(yùn)動(dòng)員夢(mèng)也就此結(jié)束。

喜歡游泳的袁隆平（左一）和他的大學(xué)同學(xué)在1951年（上圖）和1994年（下圖）的同款pose合影

折騰幾番過后，袁隆平只得老老實(shí)實(shí)上學(xué)。畢業(yè)之后，他被分配到湖南安江農(nóng)校工作教學(xué)，但一開始負(fù)責(zé)的并不是農(nóng)學(xué)或者生物學(xué)，而是俄語。不過好在袁隆平本科學(xué)過俄語，而且教得不錯(cuò)，后來校領(lǐng)導(dǎo)便安排他開始教遺傳學(xué)。

只不過，當(dāng)時(shí)流行的遺傳學(xué)理論與現(xiàn)在的主流不同，主要是來自蘇聯(lián)的米丘林李森科主義。其中有一個(gè)重要的理論叫”無性雜交“，是指植物可以通過嫁接，在不涉及到生殖細(xì)胞的情況下，把性狀遺傳給后代。

袁隆平當(dāng)時(shí)上課帶學(xué)生一起做實(shí)驗(yàn)，就把一種月光花嫁接到紅薯上，希望做出一種土面上綠色部分能夠加強(qiáng)光合作用，土面下長紅薯的植物。這個(gè)嫁接得到的“合成體”似乎沒什么問題，結(jié)果不錯(cuò)，但問題也不小——它沒辦法遺傳，得到的種子還只是月光花的種子，不可能種出紅薯。

高中生物課本講過，遺傳信息儲(chǔ)存在基因，也就是DNA上。袁隆平課堂上嫁接的植物，種子來自上半部分的月光花，根本沒有紅薯的遺傳信息，自然也就長不出紅薯。

但為了弄清楚這個(gè)問題，袁隆平一搗鼓，就搗鼓了三年。他終于認(rèn)識(shí)到：“什么李森科主義，全是騙人的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果全失敗了。還是得實(shí)踐出真知?！?/p>

轉(zhuǎn)眼到了1957年，白干了三年的袁隆平從新聞中得知，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，沃森、克里克等人獲得了當(dāng)年的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。那一瞬間，袁隆平感受到了世界的參差，自己浪費(fèi)了好幾年，搞著虛無縹緲的李森科遺傳學(xué)，而人家那邊都開始進(jìn)入分子生物學(xué)時(shí)代了。

于是他想方設(shè)法搞到了一本摩爾根撰寫的遺傳學(xué)教材，但當(dāng)時(shí)主流對(duì)于摩爾根等人，及其背后的派別還是持批評(píng)態(tài)度的，所以袁隆平每天都只得偷偷學(xué)習(xí)，倘若有人路過，就反手蓋到《人民日?qǐng)?bào)》下面裝作看報(bào)紙。

終于，掌握了理論知識(shí)的袁隆平，遇到了讓自己真正投入一生事業(yè)的契機(jī)，這也是他見過的最慘痛的畫面——1959年開始的三年自然災(zāi)害。

餓殍遍地的場景，真實(shí)地在袁隆平的眼前反復(fù)上演。他也在這段時(shí)間停止了紅薯相關(guān)的研究，轉(zhuǎn)向大家更加關(guān)注、也有更大需求的水稻。

1961年，袁隆平在稻田里偶然看到一顆遠(yuǎn)高于其他水稻的“超級(jí)水稻”，于是趕緊收集這株水稻的種子。來年他就把這些種子種了下去，每天澆水、施肥，盼星星盼月亮地盼著它長大。

鶴立雞群的水稻

可惜的是，這顆”超級(jí)水稻“的后代，并沒有如袁隆平預(yù)想的那樣，看不出什么超級(jí)水稻的影子。這時(shí)，袁隆平坐在田埂上，失望地看著高高低低的水稻，忽然感覺這個(gè)比例有點(diǎn)眼熟，數(shù)了一圈發(fā)現(xiàn)，三比一??！

學(xué)過高中生物的朋友們應(yīng)該對(duì)這個(gè)比例很熟悉——這不就是傳說中的孟德爾遺傳第一定理嗎？！袁隆平這才大徹大悟：這顆超級(jí)水稻，是一顆偶然形成的雜交水稻。

正如此前，丁穎先生通過把野生稻和農(nóng)作水稻雜交，得到具備更加優(yōu)良性狀的雜交水稻一樣，此時(shí)袁隆平發(fā)現(xiàn)的，正是一顆在自然條件下幾乎不可能出現(xiàn)的“天選”雜交水稻，這也就能解釋為什么他的后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離的現(xiàn)象了。

之所以說野生雜交水稻罕見，主要是因?yàn)樗臼且环N雌雄同體的植物，且水稻的雄花和雌花都很小，主要通過自花授粉的方式產(chǎn)生種子。如果人不去干預(yù)，自然界產(chǎn)生雜交水稻的可能性，只有0.1%-0.2%。

也就是上面既有雄花也有雌花，只要有一棵水稻，他就能自己和自己交配產(chǎn)生后代，也就是所謂的自交。那要想要雜交，你就要讓一棵水稻的雄花，和另一棵水稻的雌花進(jìn)行交配，一般農(nóng)作物培育就會(huì)用去雄的方式來實(shí)現(xiàn)，但是水稻搞不定，因?yàn)樗镜幕ㄌ×税。?/p>

稻花（白色的小花）

盡管當(dāng)時(shí)的教科書和主流學(xué)說都認(rèn)為，像水稻這樣自花授粉的植物不存在雜交優(yōu)勢(shì)。但袁隆平更愿意相信自己看到的現(xiàn)象，和實(shí)踐中的真實(shí)結(jié)果，也就此確定了他的研究方向和人生使命，以及中國的水稻研究走向。

要實(shí)現(xiàn)雜交水稻、充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，首要解決的問題就是怎么繞開水稻的自花授粉。通常大家會(huì)采取摘除雄花，并人工授粉的方式實(shí)現(xiàn)大范圍的雜交作物?？伤镜幕ㄟ@么小，實(shí)際操作起來困難不小，人力和時(shí)間的投入并不劃算。

正當(dāng)大家都在苦惱頭疼的時(shí)候，袁隆平想到，既然自然界可以出現(xiàn)野生的雜交水稻，那它大概率是因?yàn)樾坌圆挥?，才可能?shí)現(xiàn)一棵水稻的雌花和另一棵的雄花交配——于是他的第一目標(biāo)，就是找雄性不育株。

在廣闊的中華大地上尋找這些罕見的雄性不育株，顯然是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)人的漫長過程。也正是在這個(gè)過程中，開始出現(xiàn)了一些大家或許陌生，但是在雜交水稻研究中值得被銘記的名字。我們會(huì)在《雜交水稻之父們》的后續(xù)篇章中，繼續(xù)這段匯聚了許多人智慧和汗水的旅程。

當(dāng)然，如果你想提前了解后續(xù)的故事和細(xì)節(jié)，也歡迎在各個(gè)主流中文博客平臺(tái)以及蘋果Podcast中，找到我們的播客平臺(tái)kiwiFM，收聽完整的音頻節(jié)目（下方“閱讀原文”），可能比文字更加有趣和生動(dòng)。

部分參考資料：

● 《袁隆平口述自傳》袁隆平口述，辛業(yè)蕓整理

● 《夢(mèng)園大地——袁隆平傳》姚昆侖

● 《改變世界的一粒種子：記雜交水稻之父袁隆平》

● 維基百科相關(guān)詞條

● 優(yōu)秀農(nóng)業(yè)科學(xué)家丁穎：坪石眾先師小記. 莊秋興

● 【作物卷】中國現(xiàn)代稻作科學(xué)主要奠基人丁穎. 吳灼年