李振声:让小麦与野草“自由恋爱”

  “小麦远缘杂交之父”李振声与“杂交水稻之父”袁隆平并称为“南袁北李”。从血气方刚的青年到白发苍苍的老人,李振声把自己的一生交付于小麦研究。在中华人民共和国成立七十五周年之际,李振声荣获“共和国勋章”。

  毕业走向:研究小麦育种

  1931年春天,李振声出生在山东省淄博的一个农民家庭。父亲早逝,大哥李永泉供他读到高二。因为战乱,李振声一度辍学,本打算谋取一个教职糊口,不料在街边的电线杆上瞥见一张红纸——当时山东刚刚解放,山东农学院正在招生,招生启事里明确写道:学校免费提供食宿。

  李振声抱着试试看的心态前往投考,轻松地过线了。

  山东农学院坐落在济南市郊的桑园,历史悠久。这里有两位老师对李振声影响巨大。一位是沈寿铨,这位专事小麦育种研究的老教授,教授小麦的分类、进化、遗传和育种。另一位是余松烈,教授遗传与生物统计。

  在一次遗传课考试时,李振声没有记住课本上的标准答案,却获得了高分。为此李振声请教了余松烈,余松烈告诉他:读书不能死背,而是要注重理解。这件事给李振声留下了十分深刻的印象。

  老师们的课讲得都很精彩,从他们的课上,李振声了解到了小麦的来龙去脉。

  首先,一粒小麦与拟斯卑尔脱山羊草发生天然杂交,染色体加倍,形成两粒小麦;此后,两粒小麦又与粗山羊草发生天然杂交,染色体再次加倍,形成今天的普通小麦……这些都是经过植物分类学家、考古学家和小麦细胞遗传学家多个学科的长期努力,在20世纪40年代揭示出的小麦进化的全过程。

  由此可见,小麦进化的历史,本身就是一部远缘杂交史。而“大师讲科普”的解说词则将李振声的演讲作了更为形象的比喻:“与野草的两次自由恋爱,为小麦的种族带来了新的基因,也带来了重要的变化。”

  但在60年前,尚在山东农学院课堂听讲的李振声并不知道,小麦与野草的这两次“婚姻”,为小麦远缘杂交育种奠定了历史基础;他更没想到,小麦与野草的第三次“婚配”,将由他直接充当月老,亲自牵线搭桥。

  在当时,大学教学是实打实地联系实际,农学尤其如此,老师会亲自带领学生深入农村选种。农学院的学生还可以到学校农场领取种子,带回家去种植。回乡时,李振声把一袋种子交给家人,果然让自家的小麦产量提高了。这样一来,邻里乡亲全都来换取优良种子。

  这些事对李振声触动很大,农民就认可这样一个朴素的道理——“良种确实能增产”。这让李振声更加坚定了自己毕业后的选择和方向。他在毕业意向表上填写的第一志愿就是“山东农业科学研究所”(山东农业科学院的前身),想到农业研究所里去研究“小麦育种”。

  可没想到的是,毕业分配方案下来之后,年仅20岁的李振声竟被分配到了北京中国科学院遗传选种实验馆——就是中国科学院遗传与发育生物学研究所的前身。

  让小麦与牧草杂交抗病

  面对突如其来的“好运”,李振声惊喜交加:原来的最高愿望不过是山东农业科学研究所,而现在居然来到了中国科研领域的最高机构——中国科学院。用他自己的话说:“这根本是想都没想过的事情!”毫无准备的李振声在落户京城时连棉衣都没来得及预备,还是同事借钱给他,才买了冬衣御寒过冬。

  1956年,国家号召支援建设大西北,李振声响应号召,与同事一起来到陕西杨凌。当时,小麦条锈病正大规模弥漫于整个西北地区。

  对于小麦而言,“条锈病”不亚于人类世界中的“非典”。这种病得名于它的形象,其孢子堆就像金属生出的锈斑一样,而且分布成条状,故名“条锈病”。就在李振声去杨凌那一年,条锈病就使黄淮流域的小麦减产超过百亿斤。而在当时,我国的粮食总产量也不过两千亿斤。损失了整整二十分之一的粮食,形势极为严峻!周恩来总理曾专门作出批示:要像对付人类的癌症一样抓小麦条锈病。

  对付条锈病就需要抗病品种,而抗病品种的来源,最简单也最快捷的办法就是引进国外抗病品种,再与当地品种进行杂交。当时老一代科学家走的基本上都是这种常规育种的路子。一般来说,培育—个新品种的时间是8年左右。

  这就又产生了—个新问题:因为抗病基因来自外部小麦,而小麦与小麦的杂交又属于亲缘关系较近的“近亲繁殖”,使得病菌很容易产生适应性变异。资料表明,平均5年半病菌就会发生变异,使原有的抗病小麦品种失去抗病性。

  5年半的时间就会让抗病小麦品种失去作用,而培育一个新的抗病品种却需要8年的时间。这是一个无法调和的矛盾。

  当时在杨凌,几家科研单位同时都在做小麦育种。李振声不希望重复别人的工作,于是一个想法突然冒出来:能否让小麦和牧草进行远缘杂交,将草的抗病基因转移给小麦,从而使小麦获得持久稳定的抗病性能?

  李振声的想法不是毫无根据。当初两粒小麦磨出的面粉发不起来,只能做通心粉,不能做馒头和面包;而普通小麦磨出的面粉之所以能发酵,这一基因就是来自粗山羊草。

  经过数千年的人工栽培,小麦就像一个娇生惯养的孩子一样,对各种病害的抵抗能力逐步减弱了。自生自灭的野草在经过长期的自然选择后,却顽强地活了下来。也就是说,自然界为我们保留了一个非常丰富的基因库,我们为什么不去加以利用呢?

  李振声决定“两条腿走路”:在做小麦与牧草远缘杂交研究的同时,也做小麦品种间杂交的研究——不能把鸡蛋放在一个篮子里。这个想法帮了李振声大忙,当时他进行小麦品种间杂交的“生选5号”和“生选6号”在陕西得到推广,效果良好。

  孕育23年,小偃6号诞生

  1964年,李振声的小麦远缘杂交进行到第八个年头,遇到了一个非常特殊的气候现象,就是在小麦成熟之前,有连续一个多月的阴雨,下下停停,连绵不断。到了6月14日这一天,天气突然暴晴,阳光极强,温度陡升,一天之间,几乎所有的小麦都青干了。

  所谓“青干”,就是叶子还绿着就变干了。在此之前,李振声已经培育出许多小麦杂交后代,单是试验田里就有上千份材料,绝大部分都青干了。

  可就在这时,李振声发现试验田的一个材料没有青干,叶片还是金黄色,种子饱满,非常正常,表明它既抗旱又抗高温,而且抗病害。此外没有青干的,就是长穗偃麦草——这个材料被称为“小偃55-6”,它就是后来推广面积最大的“小偃6号”的“祖父”。

  “科研工作中就是偶然中有必然,就看你能不能抓住这个机遇。”李振声说。他每天都在地里查看,所以才有可能敏锐地发现如此细微的不同。在那段时间里,李振声完全可以不看记录本,就能说清哪个材料在田里哪个地方。

  利用“小偃55-6”,李振声和他的同事花了23年的时间,让小麦走过了自然界原本用几千年才有可能走完的道路。经过反复的杂交和回交,他们终于得到一种非常好的新类型,被命名为“小偃96”。“小偃96”一出来就显出了它的优势——性状好,品质好,成熟黄亮,抗病性好。用它再来做亲本进行杂交,后代选出来就是“小偃6号”。“小偃6号”穗子整齐修长,粒多质优,种子饱满,成熟黄亮;在穗子成熟时叶子还有点绿色,叶子里的叶绿素通过光合作用制造氧气,输送到种子里使其变得挂浆饱满。

  “小偃6号”能耐强光和干热风,被陕西省作为骨干小麦品种连续种植16年以上,在全国的推广种植面积达1.5亿亩,累计增产小麦80亿斤,成为我国推广时间最长的自育小麦品种,还被选为我国小麦育种的骨干亲本之一,是我国北方麦区的两个主要优质源之一,创造了巨大的经济和社会效益。“小偃6号”在1985年获得了国家发明一等奖。

  中国人能够养活自己

  李振声有一句名言:“我希望用数据提出问题,然后用数据来回答问题。”

  2005年4月,“博鳌亚洲论坛”有一个圆桌会议,主题是“中国和平崛起与亚洲的新角色”,大会的组织者郑必坚约请李振声去发言。

  就这个主题而言,谈论的是中国和平崛起的问题。而中国能否和平崛起,全世界关心的主要是两个问题:一个是能源能否自给,一个是粮食能否自给。而这马上让李振声想起了莱斯特·布朗那篇《谁来养活中国》的报告。莱斯特·布朗实际上的答案是中国不能养活自己。于是李振声对郑必坚说:“我可能要谈一谈这个问题。”

  当年莱斯特·布朗是以1950年到1990年40年间中国人口数量的增长、人均耕地面积的下降以及粮食生产消费等数据作为论据,于1994年写成并发表了那篇《谁来养活中国》。但也正是从这时起,李振声开始收集中国农业发展点点滴滴的数据,汇集我国近15年的相关数据资料,认真研究和整理。10年的时间过去了,李振声终于得出了与莱斯特·布朗截然不同的结论。

  李振声在博鳌亚洲论坛上指出:“我们对比的结果是,布朗的推论不正确,不符合中国实际。第一,人口多估了1/3,中国人口增长速度比他预计的慢了1/3,布朗预计后40年人口年平均增长1200万,而2003年我国人口实际增长只有761万;第二,耕地少估了1/3,人均耕地减少的速度不像布朗预计的那样严重,因为通过遥感测定我国耕地面积比原来公布的传统数字多出了36.9%;第三,轻估了中国的科技进步对农业生产所发挥的作用。我国粮食15年合计进出口基本持平,净进口量只有879.4亿斤,相当于总消费量的0.6%,微不足道!”

  李振声最后以无可辩驳的事实得出结论,并向全世界庄严宣布:“中国人能够养活自己!现在如此,将来,我们相信凭着中国正确的政策和科技与经济的发展,也必然能够自己养活自己!”

  会后,《科学时报》以《中国农业发展的事实告诉世界,中国能自己养活自己》为题,全文发表了李振声的演讲稿。

  2005年年底,联合国世界粮食计划署在北京正式宣布了停止对华粮食援助的期限,其理由是:中国政府在解决贫困人口温饱方面已经取得巨大成果,不再需要联合国的援助。

  李振声1990年入选第三世界科学院院士。1991年入选中科院院士,获得“国家级有突出贡献专家”称号,并先后获得全国科学大会奖、国家技术发明一等奖等奖励,直至2006年荣获国家最高科学技术奖。

  当各种荣誉和奖励接踵而来时,李振声说过这样一句话:“我更喜欢的,还是去田间地头看看小麦,去跟农民朋友聊聊天。”

  在李振声看来,“真正能给我打分的是农民。”

  ◎文/星河(完)

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