华中农业大学 | 寻找“波里马”

华中农业大学公共管理学院
2018-12-12 18:36 浏览量: 2048

巍巍学府,栉风沐雨;薪火相传,弦歌不辍。来读华农,带你走进华农的“前世今生”。今天我们讲述的是傅廷栋院士寻找“波里马”的故事。

1972年3月20日,早春的阳光透过万里碧空散射到学校农场的油菜试验田里。此时正值油菜的盛花期,试验田成了金灿灿的花海,蜂飞蝶舞,花香醉人。34岁的傅廷栋一大早就来到了试验田,按惯例对数百个品种逐个进行观察。当走进种着“波里马”品种的小区时,他突然眼前一亮,看到了一株不寻常的油菜。他俯下身细细观察,心中越来越激动。这棵油菜雌蕊发育正常,围绕雌蕊的6个雄蕊却呈萎缩状态。他用手一摸,雄蕊没有花粉!

“哎呀,这不正是我多年来一直在寻找的变异油菜——雄性不育吗?”他抑制着自己的惊喜,继续在这片试验田里细心搜寻。用了一天的时间,他在成千上万株油菜中一共找到了19 株同样的变异油菜。他在心里默默地感谢着这片熟悉得不能再熟悉的油菜田。这19株雄性不育油菜,让傅廷栋培育、搜寻、等待了10多年!

傅廷栋发现的这19株变异植株,学名称为“波里马细胞质雄性不育型”油菜植株,后来被认为是“世界上第一个有实用价值的油菜雄性不育类型”。为了发现这样的变异植株,傅廷栋和他的老师付出了10多年艰辛的努力。

1965年,傅廷栋毕业于著名遗传育种学家、华中农学院教授刘后利门下,是新中国第一位油菜遗传育种方向的研究生。在导师指导下,傅廷栋学习期间系统地对不同生育期甘蓝型油菜品种形态及生理特性进行了研究。

他差点就不能与油菜结缘。水稻是中国最大的农作物,对水稻的研究一直是最受重视,有志投身农学研究的年轻人不少就是冲着水稻去的。当初系里动员傅廷栋考油菜方向的研究生时,他曾犹豫了很久。“那时就觉得油菜太小了,应该去搞水稻研究。”傅廷栋说。

傅廷栋能与油菜结缘,得益于被誉为“新中国油菜研究第一人”的刘后利。刘后利对中国油菜遗传育种贡献良多。在育种理论上,他于1956年提出我国油菜分类体系,1960年提出油菜育种应以甘蓝型为重点的观点;在育种实践上,他系统开展了甘蓝型油菜和白菜型油菜杂交,先后育成了多个甘蓝型早熟和中熟高产品种。

此时,中国油菜平均单产只有70~80斤,还不及欧洲国家平均单产的三分之一。在别人眼里,这是差距,但在傅廷栋眼里,这却意味着巨大的潜力。傅廷栋深感责任重大。

要赶超世界先进水平,从何处入手?当时,作物的杂交优势利用已成为世界作物育种学的热门,国内的玉米、高粱、蔬菜等杂交优势利用已取得成果,杂交水稻研究也正在起步。傅廷栋认为,杂交优势利用是最大幅度提高农作物产量的重要途径,油菜增产的捷径也在这里。于是,他决定以研究油菜杂种优势利用作为自己的主攻方向。

从20世纪60年代初开始,每到春天,在华中农学院南郊紧靠野芷湖的油菜试验田里,总能看到傅廷栋的身影。一顶黄草帽,一个黄挎包,一双深筒靴,一个绿水壶,一套工作服,再加上一个笔记本,这就是傅廷栋在科研舞台上“唱大戏”的“行头”,被人戏称为“傅氏六件套”。任何时候,只要在试验田里遇见一个浑身披挂了这套“行头”的人,不用问,那一定就是傅廷栋。全校师生无不熟悉傅廷栋的“经典扮相”。几年前学校工会搞了一台文娱晚会,有个单位的节目是人物模仿秀,表演者别出心裁,把“傅氏六件套”披挂上台,刚一出场,全场大笑,随即掌声雷动。

每年从2月底到4月初,傅廷栋放弃了所有休息,成天“泡”在油菜地里,同课题组的同事一道,为油菜花套上隔离袋和标志牌。上万个纸袋和标志牌,数以百计的杂交组合,还有无数次观察和记录,以及收获后数以万袋的种子分装、标记,这一切工作十分枯燥、十分繁琐、十分劳累,但傅廷栋干得十分带劲、十分有感觉。

油菜的杂交亲本的选育谈何容易。由于遗传机理的制约,普通油菜通过自花授粉“传宗接代”,一般产量都不高。异花授粉可以提高产量,还可以改善品质和生理特性,但要培育能大幅提高产量和显著改善品质的油菜杂交种却很复杂。先要找到一种雄蕊退化的母本油菜(雄性不育);为了永久保持它的不育特性,还需要找到本身也很优良的“保持系”的油菜,然后再找到能使与雄性不育系产生的杂交种正常开花结籽的父本油菜(“恢复系”)。从20世纪40年代起,全世界的油菜专家就开始寻找油菜不育系材料,但是,30多年里,没有任何一个国家的科学家宣称找到了这种不育材料。不过,这种全世界范围的“寻宝探险”一直未曾停止。

傅廷栋是千千万万寻找不育系的科研工作者中的一员,即使“文革”也未让他放慢脚步。

“寻找波里马雄性不育型油菜时,刘后利教授还在‘牛棚’里接受‘改造’,我是年轻教师,才没有受太大冲击。”多年以后,傅廷栋翻出1972年实验记录本,诙谐地说:“本子是刘教授制作的,我负责找和记录,他遥控指挥我。造反派把我们的教研室称为‘资产阶级顽固堡垒’。”

这个“顽固堡垒”不过10亩试验田,还是借用的。傅廷栋需要自己掏钱请农民种地。“还好,当时的人工不贵,一天只要8毛钱。”他笑着说,“那时候,我们油菜的科研经费只有几千元,哪儿有钱请工人?”

经历了无数次的栉风沐雨,承受了数不清的迷茫失望,直到1972年3月20日的那个早晨,傅廷栋终于在华中农学院那一片金黄的油菜试验田里发现了波里马雄性不育材料。世界范围内的“寻宝探险”终于见了分晓,经过一段时间的育种实验,1979年,傅廷栋用英文在国外学术期刊发表了这一研究成果,立即引起轰动。傅廷栋发现的油菜雄性不育材料被认为是世界上第一个有实用价值的油菜雄性不育类型,因而国际油菜界称之为“傅氏波里马”。1996年,该成果获国家科技进步一等奖。

1991年7月10日,在加拿大举行的第八届国际油菜大会上,世界油菜科学界将“杰出科学家”这一最高荣誉授予傅廷栋,这是该奖自设立以来第一次授予亚洲科学家。近30个国家和地区的680多位代表共同见证了这一历史时刻。

傅廷栋的发现大大加快了世界油菜生产进入杂交油菜时代的步伐。目前我国推广的油菜三系杂种中,60%以上是波里马不育系杂种。2001年美国种植的油菜品种,61%为波里马杂交种。全世界申请的杂交油菜育种技术专利中,与波里马有关的专利占70%以上,总数达62项,其中国外45项。

油菜属十字花科。傅廷栋在“十年浩劫”中对事业的坚守使他成了世界杂交油菜育种领域的领跑者,有人因此戏称他为十字花科的“科长”,性格幽默、为人谦逊的傅廷栋用自己傅姓谐音打趣道:“岂敢岂敢,我只是一个副(傅)科长,科长是我的老师刘后利教授。”

当人们叫傅廷栋“小傅”的时候,他在刘后利教授引领下跨入了十字花科的门槛;后来人们叫他“老傅”的时候,他发现了波里马;现在人们叫他“傅老”,他还在孜孜以求地推动中国和世界的杂交油菜育种事业向前发展。如今,每到油菜花开的时候,人们在那片金色的花海里还能看到他的身影。

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