博文
小麦杂交育种奠基人李振声院士
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为了发展粮食生产这个永恒的主题
——记小麦远缘杂交育种奠基人李振声院士
本报记者 刘茂胜
题记：
小麦是我国第二大粮食作物,现在播种面积占我国农作物面积的27％左右。我国小麦年总产量1亿吨以上，是世界上最大的小麦生产国。通过1978－1998年20年我国小麦与水稻增产的数量对比分析，小麦和水稻在我国粮食安全保障中，有同等重要的作用。
民以食为天，穷人最痛苦的记忆莫过于挨饿。农民家庭出身的李振声院士少年丧父，是寡母带着他们兄妹四个度过了艰难的岁月和山东的饥荒之年。先上私塾，后在亲友帮助下读到高二就辍学的李振声，1948年看了“又有饭吃，又能上大学”的招生广告，放弃了托人找工作的打算，考入了山东农学院。
虽然刚解放的济南，当时学校的条件比较差，但他对名师讲授的遗传课、小麦育种课产生了浓厚兴趣，又将学校农场繁殖的优良品种引回家中，看到确实比当地老品种增产，乡亲们都来他家换种子，使他感受到科技对提高产量的重要作用，因此萌生了将来也要搞小麦育种研究的想法。
有志者事竟成。从那时起，50多年来，李振声院士探索的目光，始终聚焦在中国的粮食问题上：他系统研究了小麦与偃麦草远缘杂交育种新领域并育成了“小偃”系列新品种；创建了蓝粒单体小麦和染色体工程育种新系统；开创了小麦磷、氮营养高效利用育种新方向；在农业发展战略研究方面也做出了重要贡献，这些成果使他蜚声国内外。
光阴荏苒，李振声院士17岁走进农业科技殿堂，而今已成为我国的小麦远缘杂交育种奠基人。
从麦田地头到万人大会堂，他用半个多世纪的铿锵步履，谱成了为中国农业的永恒主题粮食安全而奉献终身的创新交响乐。
第一乐章：
系统研究小麦与偃麦草远缘杂交育种新领域，
并育成“小偃”系列新品种
李振声院士1951年大学毕业后分配到中国科学院遗传选种实验馆工作，一个农家孩子带着齐鲁子民的质朴来到首都，可谓喜出望外。但在北京工作5年后，为响应中央支援西北建设的号召，他随同课题组13位同志一起，又调到陕西杨陵中国科学院西北农业生物研究所工作。经过几十年的建设后的20世纪90年代，已被誉为农业高新技术的科技城时，一位中央领导视察时说它，只能算是科技乡、科技村。可以追溯和窥见50年代那里的艰苦，但是吃惯了苦的李振声心中自有乾坤。
到西北后遇到的突出问题是小麦条锈病大流行，导致小麦减产20－30％。引起小麦条锈病大流行的原因是，病菌变异的速度快，而培育能抗病的小麦新品种的速度慢，即8年才能育成一个小麦新品种，而平均5.5年就能产生一个新的条锈病生理小种（据25个国家统计）。
培育小麦新品种防治条锈病成为当时一个世界性难题。在北京期间，他曾跟随导师冯兆林先生从事种植牧草改良土壤的研究，曾经收集种植800多种牧草，对牧草研究有一定基础。在这种情况下，李振声提出通过远缘杂交，将草的抗病基因转移给小麦，选育持久性抗病小麦品种的设想，这个设想得到了植物学家闻洪汉教授和植物病理学家李振歧教授的支持，所以开展了这项研究。
远缘杂交是在不同种间和种以上的属间以及亲缘关系更远的生物个体间的杂交。普通小麦本身就是自然远缘杂交形成的新物种。远缘杂交在育种中有着重要意义：可以将外来物种中重要的有益基因转入小麦，丰富小麦的遗传基础。
但小麦远缘杂交研究是非常艰辛的，最难突破的难题主要是：杂交不亲和、杂种不育和后代“疯狂分离”。对小麦与长穗偃麦草的杂交来说，前两个问题经过两年的努力就基本上解决了，困难的是第三个问题，即从外观上看，杂种分离的类型很多，而且很不稳定。有时一个杂种看着很好，而下一代面目全非了。他们做了大量的细胞遗传学的工作才弄清了问题的实质。简单的说，所有非整倍体杂种都是不稳定的。只有恢复到整倍体以后才能稳定下来，这包括八倍体、异代换系和易位系。
其次，就是对杂种的鉴定与筛选，这点有时要靠机遇与细心的工作。
1964年，小麦成熟前连续40天阴雨，到
李振声说：“远缘杂交，从开始到出成果，差不多花了20年的时间。当时能坚持下来真不容易，1964年社教运动中就曾受到批判。因为，远缘杂交已进行了8年还没有育成品种，所以受到研究工作脱离实际的批判。这个课题，虽然受到批判而未被砍掉的原因，主要是在工作开始的时候我有一个远近结合的计划。就是，在决定开展远缘杂交研究时，我心中感到没有把握，怕不成功，所以就同时开展了常规的小麦品种间杂交育种工作，到64年我们选育的生选5号6号已开始在生产上推广应用。因此，工作队最后说，他毕竟已有两个品种在生产上发挥作用了，不能说他的工作都是脱离实际的。这样才算过了关。”
我国著名小麦育种学家庄巧生院士，对小偃6号等品种作了如下的评价“李振声先生为首培育的以小偃6号为代表的小偃号系列小麦品种，其突出特点是兼备了丰产性、抗病性、某些抗逆性和良好加工品质，从上世纪70年代中期起先后在黄淮流域主产麦区大面积推广。要着重提出的是，小偃6号的育成开创了我国小麦远缘杂交品种在生产上大面积推广应用的先例。它产量高，抗条锈病、叶枯病，耐旱、耐干热风，落黄好，加工品质好，蒸馒头色白，煮面条有筋力，烘烤面包也不错，是一个兼用型的优质麦，1982年大面积推广以来经久不衰，年最大种植面积曾达66.6万公顷（1000万亩）。”小偃6号，于1985年获国家科技发明一等奖。
小偃6号不仅是一个优良品种，而且是重要的骨干亲本之一，用其作为亲本或直接系统选育成的品种40余个，如郑麦9023、陕229、PH
小麦专家评价：它具有对条锈病的广谱抗性与持久抗性，较好地解决了小麦对条锈病持久抗性问题。联合国粮农组织专家对小偃6号也有很好的评价：1995年出版的《发展中国家的农业生物技术》一书中提到，“在中国，通过小麦与长穗偃麦草远缘杂交选育的小麦新品种小偃6号已大面积推广，并获得很好的增产效果”。
第二乐章：
创建蓝粒单体小麦和染色体工程育种新系统
小偃6号的育成和大面积推广，证明远缘杂交对小麦遗传改良极为重要，但是，育种过程耗费的时间太长（20多年），别人很难重复。为了有计划、有目的、快速地将外源优良基因导入小麦， 李振声院士决定另寻捷径。
在70年代后期，他和同事学习美国遗传学会主席E.R.Sears的经验，开展了染色体工程研究。Sears创建了一套染色体工程工具材料：“中国春单体”系统，通过这套材料可以将远缘植物的染色体转移到小麦中，但是，这套材料利用起来也存在一些困难，即在繁殖与利用过程中均须靠显微镜下的细胞学鉴定才能完成。
李振声院士从小麦与偃麦草的杂种后代中发现一种蓝粒小麦，取名“小偃蓝粒”。 它是由一对携带蓝粒基因的偃麦草染色体(4Ag)代换了一对小麦染色体(4D)后形成的。蓝粒基因在小麦胚乳细胞的糊粉层中表达，因此种子呈蓝色。
他的创新性成果，是利用“小偃蓝粒”进一步与小麦杂交并通过染色体重组创造了一种只有一条携带蓝粒基因偃麦草染色体的蓝粒单体小麦（简称篮单体）。蓝单体小麦在一个麦穗上可以长出四种颜色的种子，深蓝、中蓝、浅蓝和白粒，这四种不同颜色的种子具有三种不同的染色体数目，深蓝的42条（简称蓝二体），中蓝和浅蓝的41条(简称蓝单体），白粒的40条（简称缺体）。不需要用显微镜，只根据种子颜色就可以判断出它的染色体数目。这样就解决了在繁殖和利用“中国春单体”过程中必须靠显微镜操作的困难。
缺体小麦比正常的小麦少了一对染色体，因而一般都是不育的，不能保存。而通过繁殖篮单体，他们获得了大量的缺体，并通过连续自交选择获得了能自花结实的缺体小麦。在此基础上，进一步利用自花结实的缺体小麦建立了将远缘植物染色体快速转移到小麦中的新方法—缺体回交法。
蓝粒单体系统解决了小麦染色体工程育种中获得缺体和保存缺体两大难题，为小麦染色体工程育种的实用化开辟了一条新途径，是一项国内外首创成果。
他们利用用缺体回交法育成了新的小麦-黑麦异代换系—“代96”，只用了三年半时间就完成了。陕西长武农技站小麦育种专家梁增基，以“代96”为亲本与当地小麦品种杂交，育成了国审小麦品种“长武134”，累计推广面积1000万亩以上。
小麦蓝粒单体系统这项国际首创成果得到美国遗传学会主席、小麦染色体工
程研究的奠基人E.R.Sears的高度评价。他亲自推荐李振声的论文在Z.Pflanzenzüchtung发表,并支持在中国召开“第一届国际植物染色体工程学术会议”(1986年，西安)，鉴于李振声对小麦染色体工程的卓越贡献，1986年他作为地方组织委员会主席，在西安主持了第一届国际植物染色体工程学术会议；1993年在北京主持了第八届国际小麦遗传学会议。
第三乐章：
开创我国小麦磷、氮营养高效利用育种新方向
科技从来就是双刃剑，农田大量施用氮肥严重影响江河湖库水质。我国耕地面积约占世界的7%，而化肥用量占世界的30%，大量施用肥料导致了严重的环境恶化。
另一方面，我国土壤严重缺磷和世界性的磷肥资源短缺问题更令人不可忽
视。我国耕地总面积的59％缺磷。而我国磷矿贫乏，世界的磷矿资源也有限，
1970年已经探明的世界磷肥储量只能用100年。
鉴于我国人多地少、资源不足的国情，90年代初，李振声开展了前瞻性的作物高效利用营养元素的育种探索，开创了以提高磷、氮吸收和利用效率为主，以“少投入、多产出、保护环境、持续发展”为目标的小麦育种新方向。
他系统地开展了选育磷、氮高效小麦新品种的基础和应用研究，通过对数千份资源的鉴定筛选，发现了一批“磷高效”和“氮高效”小麦种质资源，研究和揭示了其生理机制与遗传基础。80年代，针对我国对优质小麦的需求，李振声育成优质小麦品种小偃54，它可高效利用氮肥，降低土壤残留，具有很好的耐旱等抗逆能力。1999年河南将28个优质小麦送农业部谷物测试中心进行品质分析，小偃54的品质评分名列第一(蛋白质17.21%，湿面筋46.8%，面团稳定时间11.7分钟， 面包评分93.9)。河南省农业厅提出了“百万吨小偃54优质专用小麦开发利用项目建议书”，此后高效利用土壤氮磷营养的优质小麦新品种小偃54，
被列入农业部科技跨越计划2001年项目，到2002年在河南、陕西等省累计推广面积700万亩以上。
在河南召开的推广会上，记者曾看到河南省当时的三个主要领导到会，两个副省长陪着中科院的路甬祥院长等直接到多处的田间地头参观考察。小偃54是典型的面包、面条、馒头兼用型品种，不仅受到当地农民欢迎，当时南方的一些食品厂把没收割的麦子已经定购一空，迈出订单农业的第一步。
李振声院士还用小偃54作亲本，通过聚合育种育成了高产、优质、养分和
光能高效的新品种小偃81。小偃81的育成是李振声院士开创的营养高效利用的育种新思路带来的育种上的新突破，引领了我国小麦育种发展方向。小偃81两年来在河北与河南省受到地方政府、育种家、种子公司和农民的好评与重视，具有良好的推广前景。2005年通过河北省品种审定，面积正在迅速扩大。
李振声院士提出的以“少投入、多产出、保护环境、持续发展”为目标的育种新方向已成为育种同仁的共识；植物营养高效成为国家中长期规划中作物遗传改良与农业可持续发展前沿问题的重要内容。
第四乐章
农业发展的战略研究成果突出
李振声院士长期进行农业发展战略研究，不断为农业可持续发展出谋划策，
对我国粮食安全和农业持续健康发展作出了重要贡献。
1987年已经在西北工作了31年的李振声又被调回北京，担任中国科学院副院长。上任没多久，他就和中科院农业专家组的同志一起提出了在黄淮海地区进行中低产田治理的建议。拉开了一场农业淮海战役的序幕。
当时，我国出现了自1984年以来粮食生产的三年徘徊，三年粮食没有增加，而人口增加了5000多万。徘徊的局面如何打破？李振声同中国科学院的农业专家，通过三个月的调查，提出了黄淮海中低产田治理方案。在时任中科院院长周光召的全力推动下，中国科学院25个研究所400多名科技人员深入黄淮海地区与地方科技人员合作开展了大面积中低产田治理工作，发挥了带动作用。
难能可贵的是，李振声院士预测如果我国粮食在8000亿斤的基础上要增加1000亿斤的话，黄淮海地区有500亿斤的潜力。事实证明这个预测是正确的，当我国粮食从8000亿斤增加到9000亿斤时，黄淮海地区的增长数是504.8亿斤。
2004年李振声院士又在人文论坛上发表了题为“粮食恢复性生产，时不我待”的讲演，引起了各方面的关注。
2004年我国粮食出现了连续5年下滑的情况。此前李振声院士在一些场合曾谈过粮食下滑的问题，但未引起人们重视。那次人文论坛他觉得是个机会，就做了一些调研和准备，结果发现问题确实严重：从1998年的10245.9亿斤，到2003年已经下降到8613.4亿斤，5年减少了1632.5亿斤；人均粮食从821斤下降到667斤，相当于80年代初的水平，后退了20年。
李振声院士以科学家的良知，实事求是地大声疾呼，引起了各方面的重视。同时，他分析了减产的原因，发现70％以上的因素是粮食播种面积的减少；不到30％因素是粮食单产的下降，即政策因素起了主导作用，因此他提出争取三年实现粮食恢复性增长的建议。
由于中央采取了有利的支农措施，连续三年实现了恢复性增长，2004年恢复到9389.4亿斤, 2005年恢复到9680. 0亿斤, 2006年达到9949.0亿斤，已近1万亿斤。
2005年4月，李振声院士针对《谁来养活中国？》的诘问，在博鳌论坛上响亮地回答：“中国人能养活自己！”
莱斯特.布朗《谁来养活中国？》这本书是1995年出版的，曾引起了很大的轰动。当时，李振声院士认为这本书对我国的农业发展有警示作用，应该重视。但对这本书的封面有些反感，对一些推论和预测的情况也有不同的看法。这次博鳌论坛圆桌会议的主题是“中国和平崛起与亚洲的新角色”。他想：要谈和平崛起，不能迴避中国的粮食问题，那就必须对莱斯特.布朗提出“谁来养活中国？”的问题做出回答。
知己知彼方能百战百胜。李振声院士首先学习、消化和提取出对方的主要论据和论点；第二步，汇集我国近15年的有关数据，与对方预测的情况进行对比；结果发现布朗的预测结果与中国的现实不符。这时李振声院士决定写文章回应世界的疑问。
莱斯特.布朗的研究方法是以日本、韩国和中国台湾工业化过程中粮食的生产、消费和进口需求为模板；以中国政府1950到1990年40年间公布的有关数据和发展轨迹为依据，对中国后40年的人口、耕地、粮食生产等进行外推，得出了中国到2030年发展状况的一些重要结论，主要有三点：第一，到2030年中国人口将从1990年的11.4亿增长到16.6亿; 第二, 到那时中国的人均耕地将由1990年的人均1.2亩下降到8分地; 第三，中国对粮食的需求按人均消费400公斤计算，将达到6.4亿吨，而到那时中国自产粮食的能力只有2.7亿吨,短缺3..7亿吨，现在全世界的粮食出口量只有2亿吨左右，也就是说将全世界销售的粮食买光也近乎仅是满足中国需要的一半，可见问题之严重程度！所以《纽约时报》轰动世界的新闻说，“中国人不能养活自己，会使世界挨饿！”
李振声院士坚信“实践是检验真理的唯一标准”， 布朗的预言正确与否，需要靠中国农业发展的事实来检验。从1990到2004年，已经走过了15年，相当于布朗预测后40年时间的1/3以上，用15年的事实和布朗的预测对比一下，看看两者的轨迹是否一致？这是世界人民，也是我国人民关心的大事！
李振声院士对比的结果是，布朗的三个推论都不正确，都不符合中国实际！第一，人口增长速度比他预计的慢了1/3, 布朗预计后40年人口年平均增长1200万, 而2003年我国人口实际增长只有761万；第二，人均耕地减少的速度不像布朗预计的那样严重，因为通过遥感测定我国耕地面积比原来公布的传统数字多出了36.9%；第三，我国粮食15年合计进出口基本持平，净进口量只有879.4亿斤，相当于总消费量0.6%, 微不足道。
所以，李振声院士认为应该将这些真实情况告诉世界，中国人能养活自己！现在如此，将来我们相信凭着中国正确的政策和科技和经济的发展，也必然能够自己养活自己。
尾声
回顾50多年来走过的历程，李振声院士多次在院内外作报告，给人们介绍过自己的四点感悟：
“第一，要有社会责任感：我觉得父母和亲友，老师和学校，领导、组织和单位，总之是社会养育、培养和教育了我，我应该向他们、向社会做出回报，这样就使自己始终觉得有一种责任感。
第二，工作要有明确的目标：一个人的精力有限、时间有限，智慧有限，一生中能做的事情有限，所以目标必须明确集中，如果能集中精力和时间做成一两件对社会真正有益的事情，那就不错了。
第三，要有持之以恒的毅力: 探索和揭示自然规律，需要经过一个反复试验的过程，研究对象越复杂，需要的时间就越长，如小麦育种，平均需要8年时间才能育成一个新品种。所以，做这类研究，没有毅力是绝对不行的。
我常常想到顾炎武的名言‘以兴趣始，以毅力终’，我认为，它对加强科技工作者的个人修养很有帮助。
第四，要依靠集体和团队：现代科学技术，除数学外，很少能有个人来完成，一般都需要一个团队，因此依靠集体和团队是成功的保证。”
面对2006年度国家最高科学技术大奖他的感受是：“荣誉首先应该归于集体，没有集体的艰苦奋斗，就不可能有今天的荣誉。比如以小麦远缘杂交研究为例，小偃4、5、6号是20年前在陕西杨陵西北植物所时完成的，完成人就有10位，还有当时研究所支持和为这项工作服务的所有同志；另外，小偃54和小偃81是我1987年回到北京后，在中科院遗传与发育生物学研究所，植物细胞与染色体工程国家重点实验室完成的，也是集体成果，所以我说荣誉首先应该归于集体。
当然这其中也有我自己的一份努力，使我受到很大的鼓舞。在荣誉面前，我一方面对政府和人民给予的荣誉表示十分感谢；另一方面感到更应进一步做好工作，牢记发展农业是一个永恒的主题，继续为国家粮食安全和农民增收做出新的贡献。
荣誉归于集体，这次奖金也应归于集体，所以，我已向单位说好了，将这次奖金全部捐给单位，作为学生的助学基金，对经济困难的学生助一臂之力。”
我国的小麦远缘杂交育种奠基人李振声院士，坚持不懈地进行小麦远缘杂交遗传与育种研究，在小麦远缘杂交育种、染色体工程、植物营养遗传、光合生理、以及农业发展战略等研究方面成果颇丰；推出了两部专著，主编了5部论文集，在国内外发表论文100多篇，共被引用589次；为我国粮食安全、农业科技进步和农业可持续发展做出了杰出的贡献。
李振声院士有着突出的人格魅力，他尊重前辈、团结同行、提携后者，培养了一大批年轻学术带头人和科技骨干，至今他还有在学博士研究生7人，博士后2人，人们称赞他是科技人员的楷模！
（本版图片除署名外为刘茂胜摄）
附上几张照片
https://blog.sciencenet.cn/blog-725-3303.html
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