【名片】

歷經(jīng)三系法雜交水稻、兩系法雜交水稻研發(fā)成功并大面積推廣后，近年來，湖南育種人在前兩代雜交水稻的基礎(chǔ)上揚(yáng)長(zhǎng)避短，獲得了更加先進(jìn)的雜交水稻新技術(shù)與材料——第三代雜交水稻。這是一種全新的思路，即利用普通隱性核雄性不育系為母本，以常規(guī)品種、品系為父本配制而成的新型雜交水稻，具有配組自由、育性穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。

湖南日?qǐng)?bào)全媒體記者　周陽(yáng)樂　胡宇芬

通訊員　魏科

芒種時(shí)節(jié)，衡南縣向陽(yáng)橋街道清竹村雜交水稻雙季畝產(chǎn)1500公斤攻關(guān)示范田里，早稻開始抽穗，晚稻即將播種。

這片30畝的稻田，近年來吸引了全國(guó)目光。湖南雜交水稻研究中心選育的第二代和第三代品種聯(lián)手組隊(duì)早晚稻“應(yīng)考”，這兩年先后交出了雙季畝產(chǎn)1530.76公斤、1603.9公斤的好成績(jī)，實(shí)現(xiàn)了袁隆平院士生前提出的目標(biāo)。今年，田里的早稻又換上了更有高產(chǎn)潛力的品種。

每一次攻關(guān)，都是對(duì)極限的挑戰(zhàn)！身處雜交水稻研究的起源地和大本營(yíng)，湖南育種人肩負(fù)著保障國(guó)家糧食安全的使命，無論是雜交水稻育種技術(shù)的升級(jí)，還是超級(jí)稻、低鎘稻、耐鹽堿稻等品種的選育，一直在行業(yè)前沿領(lǐng)跑。

做“試管手術(shù)”：

第三代技術(shù)讓雜交水稻實(shí)現(xiàn)“婚姻自由”

高產(chǎn)、高產(chǎn)、更高產(chǎn)！這是雜交水稻田里永恒的主題，是把飯碗牢牢端在自己手中的底氣，是應(yīng)對(duì)糧食危機(jī)的不二武器。

參加衡南雙季稻1500公斤攻關(guān)的晚稻選手叫“叁優(yōu)1號(hào)”，是目前最新的第三代雜交水稻育種技術(shù)的成果，2020年、2021年畝產(chǎn)分別達(dá)到911.7公斤和936.1公斤。

（位于衡南縣清竹村的第三代雜交水稻衡南示范區(qū)測(cè)產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，收割機(jī)在田間作業(yè)。湖南日?qǐng)?bào)全媒體記者　唐俊　攝）

“袁隆平院士曾把第三代雜交水稻技術(shù)看作是突破畝產(chǎn)‘天花板’的關(guān)鍵。”6月上旬，記者在湖南雜交水稻研究中心研究員李新奇的辦公室看到，地上擺滿了一袋袋第三代雜交水稻技術(shù)培育出的遺傳工程雄性不育系種子，他視如珍寶。

隔壁房間，幾位工作人員戴著護(hù)目鏡，在熒光燈的照射下，用鑷子細(xì)心區(qū)分這批種子。

原來，種子有兩色之分——紅色的是“兒子”，可育，用來繼續(xù)繁殖母本；無色的是“女兒”，雄性不育，用來雜交制種。

“第三代技術(shù)是在下田前先給不育系做‘試管手術(shù)’，讓它‘兒女雙全’。”李新奇告訴記者，這樣可克服三系不育系配組受局限和兩系不育系繁殖不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。

可“手術(shù)”該怎么做？

2011年，第三代技術(shù)攻關(guān)課題組成立。李新奇坦言，一開始，他們心里都沒底，只能一點(diǎn)點(diǎn)試著來。

（海南省三亞市吉陽(yáng)區(qū)，湖南雜交水稻研究中心三亞南繁試驗(yàn)基地，水稻栽培專家李建武博士像動(dòng)手術(shù)一樣挑選小品種父本，剪穗、去雄后進(jìn)行人工雜交授粉。湖南日?qǐng)?bào)全媒體記者　郭立亮　攝）

他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里、顯微鏡下、各種基因片段和培養(yǎng)基中，扎根研究了5年，組織培育出上萬(wàn)株苗子。而這，只是成功的第一步。

將上萬(wàn)株苗子移栽稻田，等到它們結(jié)實(shí)之時(shí)，再一株株篩選。艱難卻幸運(yùn)的是，他們發(fā)現(xiàn)了唯一一株稻子“兒女雙全”——擁有3“兒”4“女”。

馬不停蹄將3粒“命根子”拿到海南“南繁”。其中兩粒成功出苗，且同樣實(shí)現(xiàn)了“兒女雙全”。

“試管水稻”技術(shù)在手，接下來，便是為“女兒”挑選“如意郎君”，培育具有雜種優(yōu)勢(shì)的后代。

李新奇團(tuán)隊(duì)每年大約“婚配”1000多個(gè)組合，將每個(gè)組合的后代種上30株，觀察其性能和表現(xiàn)。直到2018年，團(tuán)隊(duì)選育出“叁優(yōu)1號(hào)”，成為晚稻雜交稻的佼佼者。之后選育的“叁優(yōu)2號(hào)”，去年作為中稻在四川省米易縣取得了畝產(chǎn)1085.99公斤的好成績(jī)。

“第三代雜交水稻具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效的生物學(xué)綜合優(yōu)勢(shì)。”李新奇告訴記者，近兩年來，第三代雜交水稻在全國(guó)數(shù)百個(gè)地方試種共達(dá)幾千畝，均表現(xiàn)出很強(qiáng)的生命力和適應(yīng)性。

沖擊百畝片單產(chǎn)1200公斤：

續(xù)寫超級(jí)稻傳奇

在我國(guó)，60％以上人口以稻米作為口糧。因此，挖掘水稻產(chǎn)量潛力是保障糧食安全的關(guān)鍵。而超級(jí)稻是水稻界的“三好學(xué)生”，代表著我國(guó)水稻生產(chǎn)水平。

從上世紀(jì)80年代起，國(guó)外一些地方陸續(xù)推出超級(jí)稻計(jì)劃，但至今都沒實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。

而在中國(guó)，湖南育種專家用一次次紀(jì)錄書寫著傳奇。

（湖南雜交水稻研究中心海南省三亞市海棠灣基地，收割機(jī)對(duì)水稻試驗(yàn)示范田進(jìn)行收割。湖南日?qǐng)?bào)全媒體記者　郭立亮　攝）

在2000年、2004年、2011年和2014年，袁隆平院士團(tuán)隊(duì)先后成功實(shí)現(xiàn)了百畝連片畝產(chǎn)突破700公斤、800公斤、900公斤和1000公斤的目標(biāo)，多次打破世界紀(jì)錄。

耀眼的紀(jì)錄背后，是一次又一次苦思冥想、頂著烈日下田……

“同樣是增產(chǎn)100公斤，為何第二期到第三期，花的時(shí)間比較長(zhǎng)？”超級(jí)雜交稻育種專家、湖南袁創(chuàng)超級(jí)稻技術(shù)有限公司首席科學(xué)家鄧啟云回憶，他們用7年努力解鎖了一種雜交水稻育種新路線，由此柳暗花明。

當(dāng)時(shí)，第二期超級(jí)稻代表性品種“Y兩優(yōu)1號(hào)”的母本Y58S，是繁殖制種安全、且能讓雜交稻種子高產(chǎn)又適應(yīng)性強(qiáng)的“超級(jí)母親”。要繼續(xù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量飛躍，鄧啟云決定在父本上找突破。

他和學(xué)生一道做了大量實(shí)驗(yàn)和研究。他們?cè)谔镩g地頭，從水稻的“幼年”到“成年”，全程跟蹤觀察，對(duì)全生育期株型特點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定、數(shù)字化模擬。

在大量的數(shù)據(jù)中，他們發(fā)現(xiàn)形態(tài)改良還可以通過“全株理想株型”和“動(dòng)態(tài)理想株型”兩個(gè)方向得到進(jìn)一步提升，可大幅提高水稻群體全生育期光能利用率，也就能提高水稻品種產(chǎn)量潛力。

技術(shù)思路理清了，育種操作就比較容易實(shí)現(xiàn)了。于是，他們塑造了一個(gè)具有完美形態(tài)的“美男子”：高冠層、矮穗層、中大穗、高抗倒……

后來，由“美男子”和“超級(jí)母親”誕生的“Y兩優(yōu)2號(hào)”，一舉拿下中國(guó)超級(jí)雜交稻育種項(xiàng)目第三期目標(biāo)。

（龍山縣石羔街道干比社區(qū)，田野里的優(yōu)質(zhì)雜交水稻一片金黃?！≡檩x　攝）

7年后的2018年，湖南雜交水稻研究中心選育的超級(jí)稻品種“超優(yōu)千號(hào)”，在云南“超級(jí)雜交水稻個(gè)舊示范基地”刷新了水稻大面積種植產(chǎn)量的世界紀(jì)錄，達(dá)到畝產(chǎn)1152.3公斤。

今年，該中心又為個(gè)舊基地提供了2個(gè)超級(jí)稻品種，長(zhǎng)勢(shì)喜人，正朝著袁隆平院士提出的百畝片單產(chǎn)1200公斤目標(biāo)挺進(jìn)。

“藏糧于地”：

不毛之地也要變糧倉(cāng)

“當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期，我國(guó)糧食供求緊平衡的格局不會(huì)改變。糧食生產(chǎn)根本在耕地、出路在科技。”湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)、湖南雜交水稻研究中心黨委書記許靖波說，第三代雜交水稻技術(shù)和超級(jí)稻品種的培育，是落實(shí)“藏糧于技”，低鎘稻、耐鹽堿稻的研究則是落實(shí)“藏糧于地”。

2017年，湖南雜交水稻研究中心研究員趙炳然團(tuán)隊(duì)使用基因編輯技術(shù)，研發(fā)出第一代低鎘水稻品種。通過改造稻谷基因，“關(guān)掉”大米吸收鎘污染的“開關(guān)”。

當(dāng)時(shí)，國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文論證：基因突變，會(huì)造成稻谷產(chǎn)量下降。

是否真會(huì)如此？趙炳然“不信邪”。

團(tuán)隊(duì)將第一代低鎘水稻播種在中部地區(qū)3省10多塊試驗(yàn)田里，不同土壤類型、不同程度鎘污染田，最終生長(zhǎng)出的稻谷，鎘含量較原始對(duì)照品種均降低90％以上，穩(wěn)定低于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)值，且產(chǎn)量和米質(zhì)與原始品種無顯著差異。

產(chǎn)量保證了，可基因編輯改造后的低鎘水稻，被國(guó)家列為轉(zhuǎn)基因管理，市場(chǎng)推廣是個(gè)問題。

怎么辦？另辟蹊徑！

趙炳然想到用理化誘變代替轉(zhuǎn)基因方法。通俗地說，就是不再人為編輯基因，而是用自然的方式，讓品種自行“進(jìn)化”，擁有拒絕吸收鎘污染的能力。

可是，理化誘變是隨機(jī)、低頻的，可能還會(huì)引發(fā)不同的基因突變。怎么辦？

趙炳然說：“只要吸鎘基因突變這條‘魚’在池塘里，總會(huì)把它‘撈’出來！”

團(tuán)隊(duì)在探索中歷經(jīng)多次失敗后，終于發(fā)明了所謂“撈魚”專利技術(shù)，并在11萬(wàn)份樣本中，“撈”出了3條“魚”。他們接著努力，培育出了國(guó)內(nèi)外第一個(gè)鎘低積累雜交組合“蓮兩優(yōu)1號(hào)”，以及高檔優(yōu)質(zhì)香型鎘低積累水稻“韶香100”。

面對(duì)我國(guó)耕地面積少、淡水資源短缺的情況，心憂天下的湖南育種人同樣選擇迎難而上，向不毛之地要糧倉(cāng)！

“第三代雜交水稻已經(jīng)向海水稻進(jìn)軍了！”李新奇透露，2019年，“叁優(yōu)8號(hào)”作為耐鹽堿稻畝產(chǎn)達(dá)到329公斤，相比耐鹽程度0.6%的標(biāo)準(zhǔn)，它可達(dá)到0.9%以上。“若能在鹽堿地中‘再造一億畝良田’，一年能多出300億公斤的糧食。”他欣喜地計(jì)算著。

為了保障國(guó)家糧食安全，湖南一代代農(nóng)業(yè)科研人員接續(xù)奮斗，為國(guó)家和世界糧食安全貢獻(xiàn)“糧策”。

5月31日上午，在雜交水稻國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南雜交水稻研究中心主任唐文幫主持召開“水稻無融合生殖研究?jī)?nèi)部交流會(huì)”，幾個(gè)科研團(tuán)隊(duì)踴躍交換著關(guān)于一系法雜交水稻技術(shù)的研究進(jìn)展。

這是又一個(gè)在世界水稻界的大膽假設(shè)！我們仿佛看見，袁隆平院士對(duì)雜交水稻發(fā)展的終極戰(zhàn)略設(shè)計(jì)，離我們又近了一步……

【青年觀察】

祖國(guó)那么大

而我們那么像

伍資姿（遼寧艦退役軍人）

2021年5月22日，“雜交水稻之父”袁隆平院士逝世。彼時(shí)，我是遼寧艦上的一名海軍戰(zhàn)士，為失去家鄉(xiāng)這位偉大又親切的老人深感悲痛。

一年后，何其有幸！我作為湖南日?qǐng)?bào)青年觀察員，來到了他曾經(jīng)工作的地方——湖南雜交水稻研究中心。

在這里，我見到了袁爺爺生前的學(xué)生、同事。田間地頭，他們頂著炎炎烈日，從數(shù)以萬(wàn)計(jì)的稻株中尋找“獨(dú)苗”；實(shí)驗(yàn)室里，他們探索基因密碼，讓水稻能乖乖聽話；會(huì)議室里，他們分享最新發(fā)現(xiàn)，唇槍舌劍，為真理碰撞火花……

雜交水稻技術(shù)的研究，目前已經(jīng)歷了三代，過程艱難又漫長(zhǎng)；雜交水稻品種的選育，需要不斷重復(fù)試驗(yàn)，辛苦又枯燥?？蛇@些農(nóng)業(yè)科研工作者們孜孜不倦，好像有用不完的耐心、花不完的力氣，哪怕屢戰(zhàn)屢敗，也屢敗屢戰(zhàn)……

我突然發(fā)現(xiàn)，這不跟軍人一樣嗎？他們?cè)谥螄?guó)家糧食安全防線上，不怕苦累、無私奉獻(xiàn)、堅(jiān)韌不拔、屹立不倒！

一股莫名的感動(dòng)襲來。

原來，祖國(guó)那么大，而我們那么像。每一個(gè)人都在自己崗位上不遺余力地愛著她、保護(hù)她。從堅(jiān)船利炮到雜交水稻，從大海波濤到滾滾稻浪，從守護(hù)萬(wàn)里海疆到保護(hù)糧食安全，我看到，不同領(lǐng)域的守護(hù)者，同樣初心閃耀。