高中生物学教材中的科学家 第33期 | 袁隆平

高中生物学教材中的科学家 第33期 | 袁隆平

高中生物学教材中的科学家 第33期 | 袁隆平



个人简介

袁隆平(1929-),中国杂交水稻育种专家,“共和国勋章”获得者,中国工程院院士,被誉为“天下杂交水稻之父”。

袁隆平1953年毕业于西南农学院,1980-1981年赴美任国际水稻研究所技术指导,1991年受聘联合国粮农组织国际首席顾问,1995年被选为中国工程院院士,1999年中国科学院北京天文台施密特ccd小行星项目组发现的一颗小行星被命名为袁隆平星,年获得首届国家最高科学技术奖,年获得沃尔夫农业奖,年当选美国国家科学院外籍院士,年获取澳门科技大学荣誉博士学位,年获得第四届中国消除贫困奖终身成就奖,年当选中国发明协会首届会士。年获得“未来科学大奖”生命科学奖;年被国家颁授“改革先锋”奖章,获评杂交水稻研究的开创者。年被授予“共和国勋章”。年当选中国经济新闻人物。

生平经历

1930年9月7日出生于北京,1949年8月考入重庆的西南农学院(现西南大学)学习,1953年8月毕业后分配到湖南省怀化市(原黔阳地域)安江镇的湖南省安江农业学校(中专)任教,正是在这里,袁隆平提出了利用杂种优势进行杂交水稻育种的设想。

     然而,杂交水稻的应用存在着一道道巨大的 “天堑”。第一个挑战在于水稻是自花授粉植物,作为水稻的生殖器官,每一个稻穗上都有许多小花,每朵小花中既有雌蕊又有雄蕊,颖花打开时,花药开裂,将花粉撒落到柱头上,实现自花授粉。进行杂交育种,必须阻断自花授粉。

     如果有天然雄性不育的植株,异花授粉这个问题便会迎刃而解。然而,天然雄性不育也意味着这样的植株产生的后代少之又少,发现它们的机会也就微乎其微。袁隆平一边在安江农校任教,一边在安江、海南两地间进行寻觅天然雄性不育水稻植株的研究。1964年和1965年,他先后在 “胜利籼”、“矮特号” 等水稻品种中发现了6株不能产生可育花粉的雄性核不育株,并观察到其雌蕊发育正常、可完成异花授粉、杂交子一代具备优势的现象。1966年,他在《科学通报》上发表了《水稻的雄性不孕性》这篇具有里程碑意义的科研论文,提出了通过杂交水稻提高产量的可能性。

图 1 英文版《科学通报》中刊载的《水稻雄性不孕性》部分内容


      但是,由于这些雄性不育株系均为细胞核基因隐性突变体,虽然不育性很稳定,易于配制出强优势组合,但由于异交授粉获得的杂种子一代花粉都是可育的,没有生产不育系种子的技术途径,故这类不育系无法应用于生产。

      1970年,袁隆平安排两位助手到海南三亚的野生稻中寻找雄性不育株。功夫不负有心人,19701123日,助手李必湖在一个野生稻群体中发现了1株雄性不育株,用常规水稻授粉,其子一代花粉仍是不育的,为批量生产不育系种子获得了宝贵的基因源。袁隆平将该类不育系命名为 “野败” 型不育系,并将制备的不育系种子分发给全国30多个科研单位,由此拉开了我国杂交水稻研究与生产应用的序幕。

      1.“三系法杂交水稻攻关

      适合三系杂交稻的天然细胞质雄性不育株系发现之后,杂交水稻的创制还需要克服一系列的难题。在解决这一系列问题的时候,袁隆平和同时期的育种家们凭着对作物育性的遗传机理的深刻理解,经过艰苦卓绝的攻关,建立了设计精妙的 “三系法” 水稻杂交技术。

      “三系法”杂交技术最先在玉米中提出并实践,主要设计是以细胞质基因突变导致的雄性不育株为母本(即 “不育系”),以细胞核基因与母本完全相同的可育株(即 “保持系”)为父本进行杂交,实现不育系种子的繁殖;以能够恢复花粉育性的可育株为父本(即 “恢复系”)与不育系杂交,生产具有优势的杂交种子。

      “三系法” 杂交育种,就是要育成配套的不育系、保持系和恢复系。“三系法” 的不育系属于细胞质基因突变导致雄性不育性,其不育性可以由恢复系细胞核中特有的恢复基因所恢复。

      在开创了 “三系法” 杂交水稻先河之后,袁隆平并没有裹足不前。他和同期育种家们意识到,“三系法” 设计虽然巧妙,但育种周期冗长、过程繁杂、操作繁琐,特别是受恢保关系的制约对水稻资源利用低,不利于水稻杂种优势的充分发挥。因此,寻觅更简便、更高效的杂交水稻技术途径,成为了杂交水稻研究者的新目标。

图2 “三系法”杂交水稻系统

      2.“两系法培育杂交水稻的关键

1987年,安江农校袁隆平、李必湖的助手邓华凤,在籼稻中发现了籼稻两用不育系。在发现粳稻和籼稻两用核不育系的基础上,袁隆平正式提出了我国杂交水稻从 “三系” 到 “两系” 的发展战略,“两系法” 不仅省掉了三系中的保持系,简化了种子生产程序,并且能够实现配组自由,与三系相比具有明显优势。  
然而,天有不测风云。1989年长江流域出现了罕见的盛夏低温天气,试验田中刚刚开始推广的两用不育系出现了严重的育性转换,导致杂交种制备失败。这一事件使得许多从事两系杂交水稻研究的专家,感到两用不育系育性不可控,认为两系杂交稻技术是个死胡同。
关键时刻,袁隆平没有退却,他痛定思痛地分析了两系杂交稻的一些问题,认识到这种材料的育性变化不仅与光照相关,还和温度密不可分,洞察到不育系的核心问题在于其育性波动的温度临界点。袁隆平思路清晰的科学态度和锲而不舍的执着坚持,挽救了一度陷入危局的两系杂交技术研发,最终通过不断选育具有更低温度临界点的不育系解决了这一难题。
1995年两系杂交水稻开始大面积推广应用,随后在袁隆平超级稻理想株叶型理论的指导下,培育出了一大批超级杂交稻。
2013年,经历了重重考验的 “两系法杂交水稻技术研究与应用”,荣膺国家科学技术进步奖特等奖的殊荣。在50人的获奖名单中,袁隆平排名第一。两系法杂交水稻在理论和应用中的突破,完善了袁隆平领衔研发的超级杂交稻技术体系,使我国杂交水稻研究与应用牢牢占据了世界领先地位。

图3 “两系法”培育方法

3.育成中国“超级稻”


超级稻计划又叫水稻超高产育种计划,最早由日本人于1980年提出,随后成为国内外农业专家们梦寐以求、力图攻克的世界难题,但此后20多年来,这一研究在全世界进展不大。

超级稻品种有籼稻型,也有粳稻型。有杂交稻组合,也有常规品种。超级稻品种都具有分蘖适中、剑叶挺直、植株矮中求高、茎杆坚韧抗倒、穗大粒多的形态特征。同时,具有光合效率高、根系活力强、源库流协调的生理机能,具有高产、优质、抗逆、抗病性状聚合的遗传基础。

我国的超级稻研究,于1996年立项,1997年启动,由袁隆平担任首席科学家,原计划在第四期,也就是年期间实现每公顷15吨的产量。就在10月,袁隆平及其团队选育的 “超优千号”,在位于湖南衡东县的超级稻示范基地达成了每公顷16吨的产量,连同之前云南个旧、河南信阳百亩超级稻示范地每公顷产量16吨的记录,使得第四期超级稻计划提前超额完成。

袁隆平院士积极促成中国杂交稻走出国门,从20世纪80年代以来,通过举办杂交水稻国际培训班,培训了来自40多个发展中国家的政府官员和农技专家。他还多次赴印度、越南等国传授杂交水稻技术,帮助东南亚和部分非洲国家培育高产杂交稻,以解决当地的粮食短缺和饥饿问题。由于他的不懈努力,如今杂交水稻技术已被全球60多个国家引进,年种植面积超过800万公顷,产量比当地品种明显提高。

沃尔夫奖评审委员会在年就称:“在他(袁隆平)的领导下,来自不同研究机构和大学的数百名科学家,经过10年的合作研究,使水稻产量总体提高了20%,中国的水稻产量提高了50%。”

人物评价


“他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村(中专)教师的时候,已经具有颠覆世界权威的胆识;当他名满天下的时候,却仍然只是专注于田畴,淡泊名利,一介农夫,播撒智慧,收获富足。他毕生的梦想,就是让所有的人远离饥饿。”

——《感动中国》年度人物颁奖词


“袁隆平是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师的时候,已经具有颠覆世界权威的胆识;当他名满天下的时候,却仍然只是专注于田畴。淡泊名利,一介农夫,播撒智慧,收获富足。他毕生的梦想,就是让所有人远离饥饿。”

——中国科技评奖委员会评


“袁隆平从事杂交水稻研究已经半个世纪了,不畏艰难,甘于奉献,呕心沥血,苦苦追求,发明“三系法”籼型杂交水稻,成功研究出“二系法”杂交水稻,创建了超级杂交稻技术体系,使中国杂交水稻研究始终居世界领先水平。截至,杂交水稻在中国已累计推广超90亿亩,共增产稻谷6000多亿公斤。多次赴印度、越南等国,传授杂交水稻技术以帮助克服粮食短缺和饥饿问题。袁隆平一生致力于杂交水稻技术的研究、应用与推广,发明“三系法”籼型杂交水稻,成功研究出“两系法”杂交水稻,创建了超级杂交稻技术体系,为中国粮食安全、农业科学发展和世界粮食供给作出杰出贡献。先生的杰出成就不仅属于中国,而且影响世界。”

——新华网评


“袁隆平院士是中国杂交水稻事业的开创者,是当代神农。50多年来,始终在农业科研第一线辛勤耕耘、不懈探索,为人类运用科技手段战胜饥饿带来绿色的希望和金色的收获。不仅为解决中国人民的温饱和保障国家粮食安全做出了贡献,更为世界和平和社会进步树立了丰碑 。”

——新浪网评


“袁隆平,是我国研究与发展杂交水稻的开创者,也是世界上第一个成功利用水稻杂种优势的科学家。袁老的毕生追求是“发展杂交水稻,造福世界人民”。为实现这一宏愿,他长期致力于促进杂交水稻技术创新,并将其推广至全世界。毕其一生,专注田畴,播撒智慧,收获富足。为“稻粱谋”,为民生计,袁老无愧侠之大者、国之仁士 。”

——人民网评


“中国的禾下土里有您的汗水,世界的稻花香里有您的笑颜。将一生奉献于“让天下人都吃饱饭”的袁隆平院士,属于中国,也属于世界。”


本文链接: https://www.yizhekk.com/1248182531.html

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注