1960年,湖南省安江農(nóng)校,30出頭的青年教師袁隆平在自家學(xué)校水稻良種選育實(shí)驗(yàn)田選種,極為驚訝地發(fā)現(xiàn)了一株顆粒飽滿莖稈高大的稻苗。他數(shù)了數(shù)一穗稻谷顆粒數(shù)量在200以上,遠(yuǎn)超稻田的平均水平。 袁隆平大喜,這很可能是自己事業(yè)乃至中國(guó)水稻種植史上的大事。因?yàn)樗臼菄?yán)格的自花授粉的植物,也就是自產(chǎn)的花粉進(jìn)入自己的花蕊。在多代自交的背景下,這一株水稻絕大可能是純系,那么如果把該稻穗的顆粒保留下來(lái)做種,很可能就世世代代保證高產(chǎn)了? 我們當(dāng)然知道現(xiàn)實(shí)總會(huì)比夢(mèng)想要嚴(yán)峻得多。這些寶貝種子在第二年種下去,結(jié)果卻參差不齊,稻桿有高有低,穗子有的飽滿有的干癟。袁隆平在大失所望的同時(shí),卻隱約覺(jué)得命運(yùn)給他打開(kāi)了另一扇大門(mén)。如果讀者允許我斗膽穿越進(jìn)入當(dāng)年袁老的腦海的話,也許會(huì)看到他的思緒回到了100年的一個(gè)人,那個(gè)人也許還算是他半個(gè)同行。 1864年,30歲出頭的教會(huì)中學(xué)自然老師格里哥·孟德?tīng)栐谒男薜涝汉笤悍N豌豆。 這是一種植物雜交實(shí)驗(yàn)。孟德?tīng)柺紫扰嘤隽思兎N的高莖豌豆和矮個(gè)豌豆,然后進(jìn)行雜交,也就是把高個(gè)豌豆的花粉涂抹在矮個(gè)豌豆的花蕊上,或者是把矮個(gè)豌豆的花粉涂在高個(gè)豌豆的花蕊上,結(jié)出種子,再把種子種下去,那么長(zhǎng)出來(lái)的豌豆是高個(gè),還是矮個(gè)? 我們的直覺(jué)也許告訴,后代都是中等個(gè),不高也不矮? 錯(cuò)了,結(jié)果是子代100%都是高莖,矮個(gè)的性狀好像是消失了一樣(當(dāng)然這個(gè)是中學(xué)生物課本的基礎(chǔ),但是有幾個(gè)能記住中學(xué)學(xué)的東西呢?)。這些高莖豌豆再開(kāi)花,結(jié)種,由于豌豆和水稻一樣,是嚴(yán)格的自花授粉的植物,這就節(jié)省了孟德?tīng)柕暮芏鄷r(shí)間,因?yàn)樗恍枰笏藕虻谝淮愣箷r(shí)小心翼翼地給他們?nèi)斯な诜哿恕?/p> 然后孟德?tīng)栐侔?strong>這些雜合子代自交生產(chǎn)的種子再種下去,結(jié)果第二代子代的莖高涇渭分明,高矮的比例為3:1 ,矮個(gè)的性狀好像又復(fù)活了。 孟德?tīng)栐谮ぺぶ蟹路鹂吹剑@些莖稈高度啦,種子形狀啦,種皮色澤啦,這些本來(lái)是應(yīng)該連續(xù)漸變的性狀,卻仿佛象是一個(gè)一個(gè)獨(dú)立的小精靈,在豌豆后代之間閃回跳動(dòng)。 于是孟德?tīng)栕龀龃竽戭A(yù)言,這些連續(xù)的性狀由斷裂獨(dú)立的遺傳“因子”來(lái)決定,也就是我們后人所熟知的“基因”。 以我的淺見(jiàn),孟德?tīng)柕陌l(fā)現(xiàn)堪稱(chēng)是生物學(xué)中的量子力學(xué)一般的突破。在孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)的30年后,德國(guó)的普朗克開(kāi)始著手黑體輻射中理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不符的問(wèn)題。他發(fā)現(xiàn)如果把人們?cè)菊J(rèn)為是連續(xù)和漸進(jìn)的能量變化想象成一個(gè)個(gè)斷裂不連續(xù)的“因子”的話,理論和實(shí)驗(yàn)的矛盾就輕易地解決了,這就是我們后來(lái)熟知的“量子”。 基因和量子,構(gòu)成了現(xiàn)代科學(xué)的兩大支柱。 孟德?tīng)柺沁@樣影響著袁隆平: “根據(jù)孟德?tīng)栠z傳學(xué)理論,純種水稻品種的第二代應(yīng)該不會(huì)分離,只有雜種第二代才會(huì)出現(xiàn)分離現(xiàn)象。這讓我陷入了疑惑:難道這是一株天然雜交稻?”在晚年撰寫(xiě)的回憶錄中,袁隆平如此寫(xiě)道。根據(jù)中國(guó)新聞網(wǎng)的一篇報(bào)道,袁隆平當(dāng)然還數(shù)了稻穗的高度,結(jié)果高矮比例還真近似于孟德?tīng)柕?:1。 實(shí)際上,選種的稻田中絕大部分是純系,因?yàn)樗臼亲曰ㄊ诜?、雌雄同蕊的作物,根?jù)達(dá)爾文的適者生存理論,這是水稻的生存優(yōu)勢(shì),雜交水稻當(dāng)時(shí)一直被認(rèn)為是劣勢(shì)的。 但是萬(wàn)事總有例外,由于遺傳的多樣性,天然水稻中會(huì)有極低比例的種株是不生產(chǎn)雄性花粉的,他們只能接受外界的花粉,成為雜交稻。 袁隆平的意外發(fā)現(xiàn)的正是這樣一株天然雜交稻,而恰恰是這樣一株比例極低的產(chǎn)物就有了高產(chǎn)優(yōu)良性狀。這就挑戰(zhàn)了當(dāng)時(shí)的“雜交稻沒(méi)有育種優(yōu)勢(shì)”的流行觀念,也許雜交水稻才是未來(lái)高產(chǎn)的希望? 30歲的袁隆平從此決定專(zhuān)研雜交稻,這就是讓他一生事業(yè)轉(zhuǎn)型的靈光一閃的時(shí)刻。 袁老的一個(gè)幸運(yùn)之處是,和歷史上所有的科學(xué)巨人一樣,他站在巨人的肩膀上。1956年,沃森克里克發(fā)表了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),這就從化學(xué)和物理上確定了孟德?tīng)査A(yù)言”遺產(chǎn)因子”的本源。從那一年袁隆平?jīng)Q定從基因遺傳的角度入手水稻育種研究。 袁老上學(xué)的年代,蘇美政治之爭(zhēng)已經(jīng)介入了大學(xué)生物學(xué)的課堂,遺傳學(xué)被一個(gè)人為的所謂摩爾根米秋林學(xué)派之爭(zhēng)搞得烏煙瘴氣。好在,即使是那個(gè)時(shí)代也并非完全的黑暗,在袁隆平在收獲人生第一桶金(那一株天然高產(chǎn)雜交稻)的那幾年,他曾得到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的鮑文奎教授的指點(diǎn),鮑教授乃摩爾根創(chuàng)立的加州理工學(xué)院生物學(xué)博士,在孟德?tīng)?摩爾根遺傳體系中他曾給年輕的袁隆平以必要的指點(diǎn)。 孟德?tīng)栆彩侨绱?,在他的遺物中就有才剛出版沒(méi)幾年的達(dá)爾文進(jìn)化論等名著,上面有他詳盡的眉批。 孟德?tīng)柛阃愣闺s交搞了8年,發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)基本的遺傳學(xué)定律,被后世譽(yù)為現(xiàn)代遺傳學(xué)之父??上髞?lái)?yè)?dān)任了修道院的行政領(lǐng)導(dǎo)職務(wù),忙碌于調(diào)和教會(huì)和社會(huì)的矛盾紛爭(zhēng),再?zèng)]搞多少科研了。 而袁老從30歲到今天91歲高齡上的逝世,把60年的光陰鋪在雜交水稻上,從普通研究人員到業(yè)內(nèi)的權(quán)威,所長(zhǎng),院士,始終沒(méi)有脫離在田間的觀察和勞作。 自交授粉這個(gè)特性,讓孟德?tīng)柲芟鄬?duì)比較從容地從豌豆種系中培養(yǎng)出高矮不同的純系,使他的研究和成就成為可能。 但是水稻的自交授粉特性,卻讓以袁隆平為代表的中外水稻人的雜交稻育種難度極大,因?yàn)槿祟?lèi)在種莊稼的時(shí)候不可能象孟德?tīng)柛阊芯恳粯?,繡花一般一株一株地進(jìn)行株間雜交異株授粉,他們必須從自然界找到天然的雄性不育株,再讓她們和外來(lái)雄性株系雜交。 袁隆平和他的同事們頂著烈日和酷暑在稻田里一株一株篩選,終于找到6株雄性不育株,這形成了他在1966年的經(jīng)典論文《水稻的雄性不孕性》;后來(lái)擴(kuò)大到700株,后來(lái)又遭到人為破壞的災(zāi)難;以及近親雜交導(dǎo)致的雄性不育性征之消失,再發(fā)展到用野生稻進(jìn)行更邊緣的遠(yuǎn)親雜交....,失敗一個(gè)又一個(gè),但是成就一個(gè)又一個(gè),他們獲得了了不起的水稻增產(chǎn)。 世界雜交稻的原創(chuàng)者雖然不是袁隆平,即使在中國(guó)的雜交稻領(lǐng)域也是一個(gè)群雄并起的局面,但是袁老卻是中國(guó)領(lǐng)先世界的雜交水稻集團(tuán)當(dāng)之無(wú)愧的領(lǐng)軍人物。 孟德?tīng)柹钤谏钌街械男薜涝?,遠(yuǎn)離世界科學(xué)的中心,凝聚他8年心血的《植物雜交實(shí)驗(yàn)》論文無(wú)人問(wèn)津,但是這澆滅不了這個(gè)傳教士兼教師的夢(mèng)想。他在臨死前還充滿信心對(duì)自己大學(xué)教授的朋友說(shuō):我的時(shí)代終將到來(lái)。這個(gè)夢(mèng)想在他發(fā)表論文的34年之后,隨著歐洲主流科學(xué)界對(duì)他的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的重新認(rèn)識(shí),從而得以實(shí)現(xiàn)。 袁老的夢(mèng)想是:水稻有高粱那么高,稻穗象掃把一樣長(zhǎng),顆粒象花生那么大,自己和伙伴們坐在稻穗下乘涼。 袁老先生千古,天堂也要種糧人。 參考資料: http://www.chinanews.com/gn/2021/05-23/9483585.shtml http:///depth/character/11340.html https://www.sohu.com/a/467975220_115571 |
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