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張慧廉

功勛卓著的印水型雜交水稻創始人——記國家科技進步一等獎獲得者

作者:   文章來源:農科英才   發表時間:2013-12-11    點擊量:

【簡介】  張慧廉,男,1940 年出生于湖南省新晃侗族自治縣,水稻育種專家。1963 年畢業于湖南師范學院生物系,現為中國水稻研究所研究員。

  1974 年開始從事雜交水稻育種研究。從1975 年開始探索并創造了從栽培稻中發掘不育胞質的成功方法,并用印尼水田谷6 號不育胞質培育成印水型系列不育系,成為我國印水型雜交稻的奠基人。提出了高異交率不育系的完整選育指標體系,并培育了我國第一批高異交率不育系。至2006 年,國內印水型雜交水稻年種植面積已占我國雜交水稻總面積的27% 以上。他在國內主要刊物上共發表論文20 余篇,專著(合著)2 部。曾獲國家科技進步一等獎 1 項,省、部級科技進步一等獎1 項、二等獎2 項,2005 年獲浙江省科學技術重大貢獻獎, 2006 年獲何梁何利基金科學與技術獎,享受政府特殊津貼。

  “保障國家糧食安全,造福更多的農民”,是他矢志不渝的奮斗目標。在通向科學高峰的路上,他不斷挑戰自我,追求卓越,勇攀顛峰。他創造的印水型雜交水稻育種,將在水稻科學史冊上功名永存。


  2006 年1 月11 日,在激昂的樂曲中,66 歲的張慧廉從溫家寶總理手中接過國家科學技術進步一等獎獎狀時,全場響起了熱烈掌聲。

  老人緊抿的嘴角露出舒心的笑容,顯示出內心的喜悅。他很高興自己主持的《印水型水稻不育胞質的發掘及應用》能獲此殊榮,然而他更高興的是,隨著印水型水稻更快的推廣普及,更多的農民兄弟又能夠增產增收了。

  他就是中國水稻研究所的雜交水稻育種家,我國印水型水稻不育系和印水型雜交水稻的創始人——張慧廉。

  張慧廉,1940 年2 月出生于湖南省新晃侗族自治縣——湘西的一個美麗小縣城。老人講起他的童年生活,至今饒有興致,他興趣廣泛:愛斗蟋蟀、愛斗雞、喜歡劃船、游泳,還有打鐵。年少的喧鬧與沖動,顯示出張慧廉天生那股愛冒險的精神和追求成功的執著,這在以后的科研生涯中愈發凸顯。

  不休不眠 實踐修正教科書

  1963 年從湖南師范學院生物系畢業后,張慧廉主動放棄在城里的工作機會,請纓到最艱苦的湖南新晃侗族自治縣中寨公社農技站,因為那里有他喜歡的蟲子和植物。每天他早出晚歸,就連喝水吃飯都是一路小跑著,不肯耽誤一點觀察時間。由于長期暴露在田間日頭下,張慧廉的膚色如同板栗的顏色一樣厚重。此時他發現了這里有一種叫稻黑蝽的危害大又難防治的害蟲,這讓他的心慢慢沉重起來。

  稻黑蝽是山區水稻的重要害蟲,蟲害發生時,水稻會越長越小直至死掉。張慧廉在發現蟲害的第一時間就翻遍了教科書,根據書上記載蟲子“白天在根部休息,晚間到葉面取食”的特性采取噴殺措施,卻依然不見好轉。張慧廉開始懷疑書本的記載,于是,他決定仔細觀察研究稻黑蝽。

  “每年有半個月時間,我得每3 小時觀察一次稻黑蝽的生活習性,24 小時不間斷。”張慧廉對稻黑蝽進行連續觀察,從它們遷入稻田到產卵、孵化,實驗范圍從室內到田間。為了能夠找到典型的觀察對象,張慧廉晚上得獨自跑去離山村5 里外的深山溝。“我在半夜三更去,僅穿著短褲衩,雙手一把柴刀、一把手電筒。”張慧廉笑說,“要做研究,自然要吃得起苦,不過我并不覺得這是苦,當研究出成果的時候,那種充實和快樂的感覺遠遠超過了苦。”

  張慧廉終于弄清了稻黑蝽的生活習性,得出了和教科書相悖的結論:原來夜間蟲子到葉面上并不是取食,而是交配,在交配成功后又很快返回水中,并不在葉片上取食。根據正確的結論,他為村民配好了藥劑,并規定了打藥時間和方法。結果,大山里的稻黑蝽幾乎是一次性被滅絕。

  大膽創新 育出印水型雜交稻

  張慧廉正式和水稻育種研究結緣應該從1974 年算起。那年冬天,張慧廉去了海南島向袁隆平學習雜交水稻選育,開始正式從事雜交水稻研究。帶著與研究昆蟲同樣的執著,他經過兩年多的研究,首次從栽培稻中找到了不育細胞質,并由此培育出一種全新的雜交水稻——印水型雜交水稻。

  談起成功的主要原因,這位著名的水稻育種專家說:“要想成功,就必須大膽創新,做別人不敢做、沒做過的事情。”正是憑借這種創新精神,他才在世界上首次培育出印水型雜交水稻。

  雜交水稻科研人員的主要工作,就是找到一種不育系(“母”)和恢復系(“父”)進行雜交,然后再從千千萬萬的雜交后代中挑選出最具優勢的組合,由此選育出新的雜交稻。

  “‘母親’很難找,既要本身雄性不育,還要開花的時間好,開花集中,又要開花時的形態好,這樣才有利于異交授粉。”張慧廉打了個比方。自1970 年袁隆平等人在野生稻中找到不育系,并于1973 年選育出野敗型雜交水稻之后,育種人員大都是從野生稻中去尋找這樣一位“母親”。
 



張慧廉在海南育種基地選育新品種


  但張慧廉發現,從野生稻里來的這位“母親”開花習性不好,花時不集中,不利于和“父親”雜交,由此帶來制種產量很低等缺陷,當時就決定自己動手培育新的不育系。

  “是對當時已育成不育系的這些缺陷進行修補,還是開辟一條新路?”張慧廉不斷這樣追問自己。很快他就打定主意,一定要走一條和別人不一樣的育種之路。為此,他作出了一個大膽的決定——從現代栽培稻中尋找新的“母親”。

  兩個難題擺在了張慧廉的眼前:一是栽培稻是否含有胞質不育基因,栽培稻范圍太大,如何尋找;二是如何讓栽培稻里的不育基因表達出來。聽說剛學雜交水稻的張慧廉要從栽培稻中尋找新的不育胞質,有人笑他是“無知者無畏”。

  但張慧廉卻自有底氣。他思考,栽培稻是由野生稻進化而來的,“既然現代的野生稻和栽培稻都是從同一個老祖宗——古代的野生稻進化而來,現代很多野生稻有胞質不育基因,那么同源而來的現代栽培稻有部分也一定還有胞質不育基因。如果用野敗不育系做鑒別種來鑒別栽培稻,通過與之雜交,就可以將所有栽培稻分成恢復和保持兩大類,再用保持品種對恢復品種進行核置換,就能將恢復品種中的不育基因顯露出來。1976 年,他終于首次從來自印度尼西亞的栽培稻“印尼水田谷6 號”等10 個栽培稻中找到了新的不育細胞質,并培育成了不育系。

  此后30 年間,他利用培育的印水型系列不育系,先后主持、參與培育了200 個印水型雜交稻新組合,其中由他單獨完成的有28 個之多,這在世界雜交水稻育種史上也是最多的。張慧廉深情地說:“一個好的育種家就像一個好的畫家和雕塑家,每個作品上都帶著作者特有的印記。” 

  耐住艱辛 成功之路荊棘多

  回首往事,張慧廉感慨良多:創新首先需要的就是有不迷信權威的勇氣,敢想才能敢做,但是同時還要能夠忍受成功之路的艱辛。

  “好的稻株永遠不會在腳底下等你!”他說,水稻育種不僅要有很扎實的遺傳育種學功底,還要想辦法從農田里成千上萬株水稻中,找到你想要的那些分離后代,而它所出現的概率只有幾千萬分之一甚至幾萬萬分之一。

  1994 年,張慧廉來到浙江,被邀請到中國水稻研究所工作。在浙江生活了十多年,張慧廉這樣形容這里的科研環境,“中國水稻研究所學術空氣濃,氛圍好,我也就能夠更加踏踏實實地搞科研了。”

  中國水稻研究所在海南三亞有個南繁試驗點,張慧廉和3 個助手一年里就是杭州三亞兩地跑。每到3 月水稻抽穗時節他就前往海南選種,3 月底回到杭州,在這邊的試驗田里選育水稻,直到10 月底。可能是因為長時間待在田地里,張慧廉落下了關節炎。但他并沒有抱怨,還樂呵呵地說:“這點病沒什么,又不影響走路,也不影響研究工作。”

  為選育高水平雜交稻組合,30 多年來他幾乎每年都有8 個多月在農田里度過。水稻長得最好的時候,正是天氣最熱的時候,他幾乎每天都要頂著炙熱的太陽,光著腳在稻田里逐行逐株仔細觀察和篩選。因為長時間呆在水田里,導致他的腳趾甲蓋被染成了深深的鐵銹色……
 

  高產好吃 成果惠及國內外

  印水型水稻不育系由于具有前所未有的良好開花習性,它們的育成將我國雜交水稻的制種產量從每畝100 公斤左右提高到300~400 公斤,使雜交水稻從此進入了超高產制種時代。

  由于在培育高異交率不育系過程中有翔實、細致的觀察研究,了解到影響不育系異交率的諸多因素及它們各自重要性的排名,從而提出了較全面而準確的高異交率不育系性狀選育的指標體系,為今后新的高異交率不育系的選育提供了借鑒。

  由于各個時期育成的印水型不育系都比當時其他不育系米質高出一籌,印水型不育系和印水型雜交水稻的育成也為提高我國雜交水稻米質作出了貢獻。

  印水型不育系有較好的配合力,各個時期育成的印水型雜交稻都表現出高產的特點,如2005 年春農業部公布的19 個超級雜交秈稻中就有9 個是印水型雜交稻。

  截至2006 年,印水型雜交水稻已審定210 個組合,其中由張慧廉獨立育成28 個組合。國內累計推廣印水型雜交水稻已達3 200 萬公頃,年種植面積達367 萬~387 萬公頃,占我國雜交水稻總面積的27% 以上,并呈快速上升趨勢。

  自1998 年以來,印水型雜交稻每年的應用面積僅次于“野敗”型,列第二位。并且,統計表明,我國銷往國外的雜交稻也以印水型雜交稻為主。

  印水型雜交稻開辟了源于野生稻之外的新的優良不育系雜交育種途徑,它的潛力和前景將進一步拓展,它的創始人張慧廉為水稻育種科學作出了杰出的、歷史性的貢獻。

  老驥伏櫪,志在千里。在榮獲了國家科技進步一等獎、何梁何利基金科學與技術獎等大獎后,張慧廉并沒有就此滿足,他仍在沿著培育新的印水型雜交水稻之路繼續前進。張慧廉激動地說:“我最大的野心,就是讓印水型雜交水稻成為中國種植面積最大的水稻,為保障國家糧食安全作出更大貢獻,造福更多的農民。”

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