被譽(yù)為“北大倉(cāng)”的東北,是祖國(guó)遼闊土地上最為豐饒的粳稻之鄉(xiāng)??v觀歷史長(zhǎng)河,粳稻的每一次孕育與收獲,都牽動(dòng)著我國(guó)大米市場(chǎng)的脈搏,東北水稻的豐收也是對(duì)全球糧食產(chǎn)量增加的一份厚重支撐。而這一切,都離不開遼寧省農(nóng)科院水稻研究所歷代科研人員的不懈努力。
站在巨人的肩膀上
北緯42度,是遼寧省農(nóng)科院水稻研究所的所在地。眼下正值水稻春播的關(guān)鍵時(shí)節(jié),備種、浸種、育苗、插秧,一系列環(huán)節(jié)正在有序推進(jìn),容不得片刻耽擱。
試驗(yàn)田里,穿著水田靴的科研人員在壟間穿梭。他們篩選著一份份材料,精心培育著一個(gè)個(gè)新的品種。從春暖花開到秋風(fēng)蕭瑟,水稻研究所所長(zhǎng)鄭文靜和雜交稻育種團(tuán)隊(duì)的20多名科技人員在經(jīng)驗(yàn)中推陳出新,他們走出的每一步不一定很快,但一定扎實(shí)?!芭嘤拘缕贩N遠(yuǎn)非一朝一夕之功,它需要長(zhǎng)年累月積累實(shí)踐。一個(gè)成功的新品種,可能需要七八年,甚至數(shù)十年的努力。”鄭文靜說。
遼寧省農(nóng)科院水稻研究所的成立源于早年糧食的窘迫。新中國(guó)成立之初,水稻畝產(chǎn)不足300斤,提高糧食產(chǎn)量是當(dāng)時(shí)的首要任務(wù)。“那時(shí)的科研條件是無法想象的,白手起家、從零開始,用什么樣的詞來形容都不為過。楊振玉先生用了10多年,首創(chuàng)‘秈粳架橋’制恢技術(shù),攻克了國(guó)際上長(zhǎng)期未能解決的粳稻雜種優(yōu)勢(shì)難關(guān),選育出世界第一個(gè)‘人工制恢’粳型恢復(fù)系C57?!碧岬綏钫裼?,鄭文靜的眼里閃爍著光芒。也正是因?yàn)闂钫裼駝?chuàng)造的新技術(shù),我國(guó)北方粳稻在畝產(chǎn)量上有了質(zhì)的飛躍,每畝產(chǎn)量近千斤。
20世紀(jì)80年代,中國(guó)以技術(shù)專利的形式將雜交稻轉(zhuǎn)讓給美國(guó)、日本等14個(gè)國(guó)家,推動(dòng)了先進(jìn)的雜交稻技術(shù)走向世界,對(duì)全球水稻生產(chǎn)起到了重要作用。這也讓楊振玉成為名副其實(shí)的中國(guó)北方雜交粳稻奠基者,在水稻界與袁隆平并稱為“南袁北楊”。
“老一輩農(nóng)科人無私奉獻(xiàn),把團(tuán)隊(duì)當(dāng)家。即使臨近退休,很多老專家仍然在田間地頭忘我勞作,他們對(duì)待水稻,如同呵護(hù)自己的孩子一般。他們總說,一個(gè)新品種的培育可能要憑借幾代人的努力,所以這不是站好最后一班崗,這是未來豐收的基礎(chǔ)?!苯M員張雪說。
“永遠(yuǎn)不能忽視對(duì)年輕人的培養(yǎng)”,這是老專家對(duì)所里年輕人的寄語。如今,在雜交稻育種團(tuán)隊(duì)中,有5名博士、6名碩士,他們常年身著迷彩服,頭戴草帽,腳蹬水田靴,浸泡在稻田中,“幾乎將自己的身心都獻(xiàn)給了泥土”。他們不僅是在追求科研的進(jìn)步,也是在踐行前輩留下的寶貴教誨。
作為團(tuán)隊(duì)里的新鮮血液,博士后王遠(yuǎn)征早已成為中流砥柱,但一開始她并不情愿加入團(tuán)隊(duì),“讓我最困惑的是,小時(shí)候爸媽總說,要好好學(xué)習(xí)將來離開家鄉(xiāng),可如今考取了最高學(xué)歷的我,怎么又成了農(nóng)民?”
為解開王遠(yuǎn)征的困惑,她的導(dǎo)師鄭文靜說起了自己學(xué)農(nóng)的初衷,“那時(shí)我家里很窮,每天只能靠稀粥果腹。高中的一節(jié)生物課,老師講述大豆用γ射線照射后能長(zhǎng)到花生那么大,這讓我既震驚又興奮。自那以后,我便立志要借助科技的力量,讓更多的人不再挨餓?!?/p>
接下來的日子里,王遠(yuǎn)征隨導(dǎo)師四處奔波。她被農(nóng)民親切的言談和充滿期待的眼神深深打動(dòng),開始對(duì)自己的工作有了全新的理解,“他們辛辛苦苦耕作一年,只為豐收。當(dāng)那些充滿渴望的目光全都投向我,我一下就明白了,這份工作的價(jià)值遠(yuǎn)超金錢,它是意義非凡的?!苯?jīng)歷這些之后,王遠(yuǎn)征改變了自己的想法,決定與水稻為伴?!拔蚁M谕诵萸埃材芘嘤鲆环N可以載入史冊(cè)的水稻品種?!彼χf。
上帝之眼
“以前的選種工作,堪比老中醫(yī)診病,講究望、聞、問、切??纯疵恐晁镜母甙?,抓一把感受稻穗的分量,摸一摸莖稈粗細(xì),在成千上萬的水稻材料中挑選最優(yōu)者,全憑經(jīng)驗(yàn)?!苯M員王先俱感嘆道。如今育種技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)的出現(xiàn),宛如“上帝之眼”,讓育種工作變得更為精確高效,“經(jīng)驗(yàn)育種”也變成了“精確育種”。
“通俗地說,作物父本和母本各自擁有一些我們想要的不同的性狀,用傳統(tǒng)育種方法獲得新品種后,至少要等待一個(gè)完整的種植季,才能觀察和測(cè)量,非常耗時(shí)耗力,經(jīng)濟(jì)成本也很高?!蓖跸染憬榻B,“通過新技術(shù),現(xiàn)在只要在后代的種子上或剛發(fā)芽的葉子上取出很小一部分,通過功能基因檢測(cè),就可以確定其基因和性狀,極大地縮短了育種周期,提高了育種效率?!?/p>
2010年秋,東北三省遭遇了嚴(yán)重的稻瘟病,水稻減產(chǎn)三到五成,個(gè)別地區(qū)甚至絕收。這件事讓鄭文靜備受打擊,“一個(gè)多月沒睡好覺”。她開始思考,如何能在不犧牲產(chǎn)量和品質(zhì)的前提下,提高水稻的病害抗性。
自那以后,鄭文靜和同事們開始了長(zhǎng)期的奮戰(zhàn),白天到田間做調(diào)查,夜晚轉(zhuǎn)戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室,查閱文獻(xiàn),分析數(shù)據(jù)。他們通過接種稻瘟病菌,對(duì)不同的水稻品種進(jìn)行鑒定,利用分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)跟蹤抗性基因?!肮δ芑驒z測(cè)就像一本字典,能識(shí)別、檢測(cè)出每種水稻的體內(nèi)基因,但哪種基因具有抗稻瘟病的屬性,還需要我們自己研究發(fā)掘?!编嵨撵o說。
一晃6年過去,經(jīng)歷多次失敗的鄭文靜終于從北方粳稻中發(fā)掘出了抗稻瘟病基因Pi65。“這次一定能行?!编嵨撵o興奮地開始了雜交育種。終于,帶有該基因的水稻品種遼粳168問世了。正如鄭文靜所期待的,遼粳168在2019—2021年全省稻瘟病嚴(yán)重的情況下逆勢(shì)生長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)大豐收。
團(tuán)隊(duì)在克隆出Pi65基因之后,趁熱打鐵,又定位了Pi67、Pity269、Pilx等一系列與水稻抗病性關(guān)聯(lián)的基因,并研發(fā)出了利用這些基因的分子標(biāo)記開展抗病育種的技術(shù)體系,任何品種的水稻是否存在抗稻瘟病基因,一測(cè)便知。目前,團(tuán)隊(duì)已將這些技術(shù)和資源無償分享給33家育種單位及種業(yè)企業(yè)使用,在我國(guó)抗稻瘟病分子育種領(lǐng)域發(fā)揮了不可替代的作用。
從吃飽到吃好
隨著生活水平的提高,人們的要求從吃飽轉(zhuǎn)向吃好,國(guó)內(nèi)大米市場(chǎng)逐漸涌現(xiàn)高端需求。糧食消費(fèi)市場(chǎng)的新變化,也給水稻育種帶來了新的挑戰(zhàn)。
“比如五常稻花香大米,因其口感好、品質(zhì)高,深受稻農(nóng)和消費(fèi)者青睞,但產(chǎn)量一直是它的軟肋?!睆埑腔貞?,有一次,一家農(nóng)村合作社的工作人員小王打來電話,咨詢有沒有一種既好吃又高產(chǎn)的水稻品種。該合作社常年種植五常稻花香,大米價(jià)格在每斤10元左右,就是產(chǎn)量太低,每畝只能產(chǎn)出300斤大米?!拔医o他推薦了粳優(yōu)653這個(gè)品種?!?/p>
粳優(yōu)653是團(tuán)隊(duì)近年來研發(fā)出的優(yōu)質(zhì)高食味水稻。顧名思義,食味米是人們通過對(duì)稻米進(jìn)行品嘗后直觀感覺認(rèn)為好的稻米。說起研發(fā)食味米的初衷,張城露出一絲苦笑:“這跟咱們省的實(shí)際情況有關(guān),很多水稻產(chǎn)區(qū)整體供應(yīng)過剩的同時(shí),優(yōu)質(zhì)米產(chǎn)區(qū)卻很少,與市場(chǎng)需求對(duì)接得很差?!?/p>
以開原市為例,當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)主要集中在西部的慶云堡鎮(zhèn)和八寶鎮(zhèn),總面積25萬畝左右,種植的品種多為橢圓粒型,品質(zhì)一般,收購(gòu)價(jià)格低,種植收益差。看到問題后,團(tuán)隊(duì)一頭扎到食味米的研發(fā)中。
在無數(shù)奮戰(zhàn)在實(shí)驗(yàn)室和田地里的日夜后,粳優(yōu)653橫空出世。這一品種不僅完全適宜遼寧北部、東部山區(qū)等中早熟稻區(qū)種植,而且米質(zhì)優(yōu),具有高產(chǎn)、抗病、省肥、節(jié)藥等特點(diǎn)。“根據(jù)我們粗略估算,農(nóng)戶每畝收益至少可增加300元?!睆埑球湴恋卣f。
小王也抱著試試看的心理試種了幾十畝粳優(yōu)653。稻花飄香時(shí)節(jié),小王再次給張城打來電話:“你們推薦的品種無論是品質(zhì)還是口感,都不輸五常稻花香,還讓我們的產(chǎn)量翻了兩倍,來年合作社的主推品種就選它了。”
這些年來,團(tuán)隊(duì)不僅研發(fā)出了產(chǎn)得出、賣得好的高食味水稻,也一直在升級(jí)栽培技術(shù)上做文章。王遠(yuǎn)征參與研究的直播栽培技術(shù),就會(huì)在不遠(yuǎn)的將來大面積推廣。“農(nóng)村勞動(dòng)力越來越少,我們也在培育適合直播的水稻新品種,更適應(yīng)機(jī)械化耕種。”王遠(yuǎn)征說,所謂直播,就是在播種時(shí)省去浸種、育苗、插秧等環(huán)節(jié),像種玉米一樣,將種子直接播撒在旱地里,這樣既省人力又節(jié)水。目前這項(xiàng)技術(shù)已基本實(shí)現(xiàn),有待推廣。
“農(nóng)業(yè)科研工作是一份光榮的使命,能為國(guó)家糧食安全提供科技支撐是我們義不容辭的責(zé)任。無論是選育新品種,還是開發(fā)新的栽培技術(shù),都能為國(guó)家農(nóng)業(yè)發(fā)展注入新的活力。農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)民增收,就是我們努力和付出的價(jià)值?!蓖踹h(yuǎn)征說。