浙江日报:我省中国水稻研究所参研项目获国家科技进步奖特等奖——杂交水稻有了“浙江温度”
本报讯:中国种稻,历史最久远。中国杂交水稻的成功培育,是世界农业科技的一项重大革命,保证了我国60%以稻米为主食的人口有饭吃。以利用光温敏不育系水稻为基本材料培育的两系法杂交水稻,是杂交水稻从三系、两系到一系战略发展的重要一步。1月10日,由我省中国水稻研究所孙宗修、程式华团队参与完成的科研项目“两系法杂交水稻技术研究与应用”获得国家科技进步奖特等奖,这是2013年度民口方面的唯一一项特等奖。
两系稻的母本“光敏不育系”非常神奇:在夏季的长日高温下,表现为雄性不育,这时所有正常品种都能和它交配,生产杂交种子,这个种子就是两系稻的种子;在秋季的短日低温下又变成了正常的水稻,自己繁殖自己。这种杂交水稻因为只有不育系(母本)和恢复系(父本),而不需要保持系,所以称两系法杂交水稻。所以两系稻比三系稻配组更自由,选出品质更优、产量更高的品种概率更大。
从1988年起,中国水稻研究所就开始参与两系杂交水稻的研究。1989年,他们首次发现水稻温敏核不育现象,证实温度对不育系育性转换的重要作用,提出温度敏感雄性不育系的概念,被列为我国在基础研究中独创性、突破性的重大成果之一。
“光温敏不育系是两系杂交水稻的基础,不育系育性转换的光温反应是两系杂交水稻生产应用的关键。”中国水稻研究所研究员孙宗修告诉记者。通俗点说,以往科学家认为自然条件下光照长度是“光敏不育系”可育还是不育的决定因素,但很难解释有些年份生产的不育系纯度高,而有些年份生产的不育系纯度低。中国水稻研究所的科研人员首次提出用人工气候箱群来分解其光周期和温度效应,从而解开了这个谜团。
从每年的3月底至10月,孙宗修和他的团队选择不同稻种,开始分期播种,每15天播一次,并在人工气候箱中模拟水稻主产区的自然条件设置不同的光温条件。通过长达5年的观测,他们发现了不育系水稻的光温反应规律:所有所谓的“光敏不育系”对温度都有反应,只是反应的程度大小不一,而且存在光温互作效应。因此,严格来讲,都应称“光温敏不育系”。
在此理论基础上,该所科研人员还首次提出控制条件和自然条件相结合鉴定“光温敏不育系”的技术路线,制定了不育系的农业部行业标准;在“光温敏不育系”的育种方面,首次提出了应用叶色标记辅助选育的设想并付诸实施,探讨了不育系育性漂移的原因,使两系稻走上积极稳妥的健康发展道路。
“通俗点说,我们的研究就是‘监控温度’,弄清温度对不育系的育性到底有多大影响,因为这直接关系到不育系的纯度和杂交水稻的产量。”孙宗修说。从1991年至今,他每天必看的电视节目就是中央台《天气预报》,用笔记录下每年6月1日至9月30日,武汉、沈阳、南宁等18个水稻主产区域省会城市的天气情况。一旦出差,这项任务则落到爱人和儿子的身上。至今,这些手录资料已是满满一袋。
2009年7月底,孙宗修入院化疗期间,他敏锐地发现近期长江中下游异常低温,他请护士找来红黑两笔,在电脑资料上标示出24℃、22℃、20℃三个区间的所有两系制种稻区,当即在病床上向农业部起草预警报告及应对策略,终获采纳,避免了更大的损失。
“搞科研一定要亲力亲为,自己动手积累基础性材料。”这是孙宗修最大的体会。也正是这样的科研精神,最终收获给了他们。为了做到公正公平,孙宗修研究团队的鉴定人员还制定了自律原则,即不与育种家共享品种成果。
20年前,美国学者莱斯特·布朗写了一篇文章《谁来养活中国?》,声称中国必将出现粮食短缺,进而造成世界性的粮食危机。随着两系法杂交水稻产量的大幅度提高,将回答这个命题——中国人不但能自己养活自己,还将有更多的优质稻米出口,养活世界上更多的人。
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