1月11日,长沙高铁南站。83岁的袁隆平院士一身西装,载誉归湘。一天前,由他领衔完成的“两系法”杂交水稻成果,摘取2013年国家科技进步奖通用项目中唯一的特等奖。此时,距他主持发明的“三系法”籼型杂交稻荣获我国首个特等发明奖已过去三十余载。
“两系法杂交水稻技术研究与应用”项目的参与单位多达18家。作为第一完成人,袁隆平与其他49位科研、推广人员的名字并列其中。在杂交水稻育种中,“两系法”由于免除了过去“三系法”的水稻保持系,只保留“父亲”不育系和“母亲”恢复系而得名。袁隆平幽默地表示,“两系法”使杂交水稻育种真正成为了“一夫一妻制”。
“两系法”的出现最早要追溯到40年前。1973年,湖北省农业技术员石明松在田间发现了3株特殊的突变水稻——在夏天是雄性不育,到了秋天却恢复成可育——这种育性可转换的水稻材料的发现,为“两系法”提供了可能。石明松也成为此次获奖群体中的第二完成人。
1986年,袁隆平发表《杂交水稻的育种战略构想》一文,正式提出杂交稻育种分三步走的战略设想:即从“三系法”向“两系法”,最终过渡到“一系法”,在程序上朝着由繁到简但效率越来越高的方向发展;在杂种优势利用水平上,则是由品种间到亚种间,最后再到水稻与其他物种间的远缘杂交,朝着杂种优势越来越强的方向发展。这篇文章被视为杂交水稻发展历史上的纲领性文献。
在这个指导思路下,由16个单位参与组建的全国籼型杂交水稻科研协作组很快成立,袁隆平任组长。
然而项目的进展并不顺利。团队成员之一、江苏省农科院原副院长邹江石记得,1989年夏季,长江中下游地区出现持续异常低温,导致在长日照条件下已经通过鉴定的“光敏不育系”变成了可育,“两系法”杂交稻研究陷入低谷。面对挫折,袁隆平没有灰心。
在观察研究基础上,他分析指出,育性转换主要并不是受日照长短控制,而是取决于温度,并据此提出了温度控制指标以及相应的选育技术策略和核心种子生产程序。邹江石回忆说:“袁隆平的指点仿佛拨开云雾,豁然开朗,令大家信心倍增。”
研究路线及时调整后,一批成果相继涌现。在国家“863”计划等项目支持下,经9年攻关,“两系法”杂交稻于1995年终获成功,实现了作物育种上的重大突破,使我国杂交水稻研究水平继续保持世界领先水平。水稻较大面积亩产也从700公斤提高到了2013年的988.1公斤。
应用推广紧接着开展了起来。据统计,截至2012年,全国累计推广地“两系法”杂交水稻4.99亿亩,增产稻谷110.99亿公斤,增收271.93亿元,推广区域遍及全国16个省、市、自治区,为我国粮食生产持续稳定发展提供了强力技术支撑。
袁隆平说,未来他将争取突破大面积亩产千公斤,并最终实现“一系法远缘杂交”,免除农民年年制种之苦。“对于第三步即‘一系法’,现在看还处于探索阶段。
”袁隆平坦承,他曾经认为成功指日可待,但深入下去又发现非常复杂,其实“还有很长的路要走”。在袁隆平看来,关于“一系法”固定杂种优势的途径,以培育水稻无融合生殖系最有前途。利用无融合生殖材料固定水稻杂种优势,将分子技术与常规育种相结合,实现“一系法”杂种优势利用的战略设想并非没有可能。