秋風(fēng)起,稻谷香。9月19日,在雜交水稻全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室武漢大學(xué)鄂州試驗(yàn)基地,今年5月上旬試種的130多畝雜交水稻已成熟。
“這一穗有500多粒。”在品種展示區(qū),武漢大學(xué)教授級(jí)高級(jí)工程師朱仁山摘下一株稻穗,放在手中仔細(xì)查看,長(zhǎng)長(zhǎng)的稻稈上,稻粒顆顆飽滿。隨后,他面露喜色地打電話給工作人員:“鄂州基地可以準(zhǔn)備選種、收種了。”
“在今年的高溫下,有這樣的成績(jī)實(shí)屬不易。”朱仁山告訴湖北日?qǐng)?bào)全媒記者,不久前,紅蓮型雜交水稻羅田制種示范基地制種喜獲豐收,鄂州基地也即將開始選種。這里展示的紅蓮型雜交水稻“珞紅優(yōu)1564”及兩系雜交水稻“易兩優(yōu)311”等品種,經(jīng)歷了炎炎夏日的“烤驗(yàn)”,驗(yàn)證了其耐高溫特性,預(yù)計(jì)結(jié)實(shí)率達(dá)80%以上,畝產(chǎn)可達(dá)到700多公斤。
十年耕耘,攻下“搞不成”的難題
種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”,是保障國(guó)家糧食安全的根本。紅蓮型雜交水稻是已故中國(guó)工程院院士、武漢大學(xué)教授朱英國(guó)團(tuán)隊(duì)的原創(chuàng)科研成果,與我國(guó)的野敗型、日本的包臺(tái)型一起被國(guó)際公認(rèn)為雜交水稻的三大細(xì)胞質(zhì)雄性不育類型,具有耐高溫、適應(yīng)性廣、產(chǎn)量高、米質(zhì)優(yōu)等顯著優(yōu)勢(shì)。
18歲時(shí),朱仁山就在朱英國(guó)的帶領(lǐng)下,走上了紅蓮型雜交水稻育種科研之路,如今,55歲的他研究雜交水稻已近40年。其中,一項(xiàng)曾被權(quán)威專家“判死刑”的技術(shù),被朱仁山硬攻了下來。
雜交水稻的生產(chǎn)需年年制種,繁殖不育系、保持系和恢復(fù)系,從而構(gòu)成一個(gè)相互配套、缺一不可的繁育體系。但當(dāng)時(shí)的研究發(fā)現(xiàn),在紅蓮型雜交水稻的繁育過程中,生產(chǎn)出來的種子總是難以達(dá)到國(guó)家用種純度標(biāo)準(zhǔn)。有權(quán)威專家曾解釋,這是因?yàn)榧t蓮型不育系細(xì)胞質(zhì)中存在微效恢復(fù)基因,導(dǎo)致不育系“不純”,這是阻礙紅蓮型雜交水稻大規(guī)模繁殖的“絆腳石”。
在朱英國(guó)的鼓勵(lì)下,“不信邪”的朱仁山對(duì)這個(gè)“搞不成”的難題展開了攻關(guān)。
經(jīng)過反復(fù)研究,朱仁山發(fā)現(xiàn),野敗型的提純技術(shù)并不能直接應(yīng)用到紅蓮型雜交水稻上。在近十年的深入探索中,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究出紅蓮型雜交水稻獨(dú)有的提純技術(shù),建立了親本提純繁殖體系,使紅蓮不育系大面積繁殖純度達(dá)到99.96%以上,為紅蓮型雜交水稻實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
近年來,朱仁山不僅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深挖“紅蓮”這座寶藏,取得重大突破,而且在兩系雜交稻的研發(fā)育種方面也取得重大進(jìn)展,成功選育出富硒低鎘、耐高溫、抗褐飛虱和抗稻瘟病的紅蓮型不育系和兩系雜交稻新材料、新品種,參與創(chuàng)辦了遙感表型組學(xué)雜交水稻精準(zhǔn)育種實(shí)驗(yàn)室,試驗(yàn)出了一批可實(shí)現(xiàn)水稻父母本同期機(jī)械直播制種組合。
“有同行曾經(jīng)對(duì)我說,你們運(yùn)氣真好,遇上了‘紅蓮’這個(gè)品系。但就像袁隆平院士所說的,‘只要大方向是對(duì)的,不是死胡同,你堅(jiān)持下去,就會(huì)到達(dá)光明的彼岸’。”一路走來,朱仁山對(duì)紅蓮型雜交水稻的研究一直充滿熱情,“功夫不負(fù)有心人,如果你不往這里想、不往這里做,怎么知道能不能成功呢?”
培育“金種”,“紅蓮”香飄海內(nèi)外
1972年,朱英國(guó)和科研人員用海南島的“紅芒”野生稻作母本,與幾十個(gè)常規(guī)稻種雜交,歷經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)篩選,發(fā)現(xiàn)其與常規(guī)稻種“蓮塘早”雜交多次的后代種質(zhì)非常好,于是,“紅蓮”第一代誕生。紅蓮型雜交水稻的成功選育,夯實(shí)了中國(guó)人“吃得飽、吃得好”的基礎(chǔ)。
2017年,朱英國(guó)去世后,朱仁山繼承衣缽,繼續(xù)攻克“吃得好、吃得安全健康”的難題。
褐飛虱是我國(guó)和其他亞洲國(guó)家水稻生產(chǎn)中發(fā)生面積最廣、危害最重的害蟲。朱仁山與團(tuán)隊(duì)結(jié)合運(yùn)用分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù),讓“易兩優(yōu)311”獲得了抗稻瘟病、抗褐飛虱的優(yōu)良特性,該品種的選育不僅避免了病蟲害帶來的毀滅性減產(chǎn)甚至絕收的風(fēng)險(xiǎn),也解決了傳統(tǒng)化學(xué)藥劑過量使用帶來的農(nóng)藥超標(biāo)問題,而且產(chǎn)量還能增加10%以上,2023年將在湖北推廣種植30萬畝以上。
“康稻1號(hào)”“康稻2號(hào)”是朱仁山團(tuán)隊(duì)首創(chuàng),具有產(chǎn)量高、低鎘吸收的特點(diǎn),可以有效解決當(dāng)前水稻受鎘污染問題。此外,新培育出的耐鹽紅蓮型水稻品種“科珞優(yōu)108”,即將在鹽堿灘地大面積推廣應(yīng)用。我國(guó)現(xiàn)有鹽堿地高達(dá)1.75億畝,約占全國(guó)總耕地面積的10%,如果以鹽堿地畝產(chǎn)500公斤計(jì),可創(chuàng)造1000億元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
在武漢大學(xué)的積極推進(jìn)下,紅蓮型雜交水稻的科研合作擴(kuò)大到“一帶一路”沿線國(guó)家。2019年,武漢大學(xué)與巴基斯坦旁遮普大學(xué)共同成立了“中巴紅蓮型雜交水稻聯(lián)合研究中心”,并聘任朱仁山為中心負(fù)責(zé)人。為更好地將自己在雜交水稻方面的科研成果推廣應(yīng)用到國(guó)內(nèi)和“一帶一路”沿線國(guó)家,朱仁山教授發(fā)起設(shè)立了武漢衍升農(nóng)業(yè)科技有限公司,并在羅田自主建設(shè)了紅蓮型雜交水稻制種示范基地。目前,紅蓮型雜交水稻已在巴基斯坦、菲律賓、印度尼西亞、孟加拉國(guó)、越南和緬甸等“一帶一路”沿線國(guó)家成功注冊(cè)推廣,國(guó)內(nèi)外累計(jì)推廣面積超過4.5億畝,創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益超過90億元。
“糧食安全要靠自己!”朱仁山說,“作為科技工作者,我們圍繞雜交水稻的品種選育不斷創(chuàng)新,為14億中國(guó)人‘端穩(wěn)飯碗、吃得更好’貢獻(xiàn)力量的同時(shí),也在努力惠及‘一帶一路’沿線國(guó)家,為世界糧食安全作出新的貢獻(xiàn)。”