东方魔稻

东方魔稻

袁隆平先生发明的杂交水稻，被誉为“东方魔稻”。杂交水稻的发明，一下子大幅度提高了水稻产量，为解决我国温饱问题作出了重大贡献，也为世界上很多产稻国家作出了贡献。

杂交水稻之所以能这么增产，在于杂交是两个个体的基因交流合作，可以发生杂种优势，杂种一代生命力强，生长旺盛，是我们生产上想要的。事实上，杂种优势在生物界普遍存在。我们平时在稻田里，也偶尔可以看见有几株鹤立鸡群的水稻，那就是水稻天然杂交的结果。所以摆在人们面前的难题是，怎么来加以利用。换句话说，怎么样来获得大量可以商用的杂交种子，怎么样把稻田的稻子全部变成鹤群。

俗话说得好，一个好汉三个帮。科学家非常巧妙地设计了一个杂交水稻的三系配套系统，三系包括不育系、保持系、恢复系这三种不同的遗传工具。不育系主要为雄性不育，自己不能结种子，然而它找到了两个非常相配的伙伴：一个是保持系，保持系与不育系杂交，可以保持不育系的不育特性，这样就保证了不育系种子的获得;另一个是恢复系，也很神奇，可以恢复不育系的育性，也就是说可以获得杂交种子。一个保持本性，一个恢廓大度，这是杂交水稻的绝妙之笔。

袁老师为代表的水稻科学工作者，为此孜孜以求。最开始是在南广粘C系统里寻找三系配套，结果并不理想，保也保不成，恢也恢不好。1970年，一个必然中的偶然，终于在海南岛发现了一株野生稻的天然败育株，而后获得了成功。后来的研究证明，这一株野生稻的天然败育株，是细胞质基因与细胞核基因互相作用造成的不育。想来真是神奇，踏破铁鞋无觅处，得来费了多少工夫，千万人中我终于遇见了你。最早的杂交水稻，正是很神奇地利用了这种细胞核与细胞质育性基因之间的相互作用。

而后，神奇还在继续。1973年，我国又发现了一个新的水稻材料，这种水稻在低温时正常结实，在高温时变成不育。利用这个特性，可以使水稻在低温下繁殖种子，在高温下生产杂交种子，从而将原来的三系，进步为两系。

杂交水稻品种的名字命名，规定有个“优”字，比如有汕优、博优、中优等。两系的则规定含“两优”字眼。我想这个优字，代表了优势的优、优良的优，也代表了一种优于现在的期望。就如同有人在问，杂交水稻已经成功了，你们还在搞什么呢？

我们仍在优中选优。对于优势，是优胜劣汰，要像大浪淘沙一般去找到绝配。比如珍姑娘和密阳先生，它们绝配成一代风靡的杂交水稻品种汕优10号。还要扩大这种优势，比如进一步来利用籼稻与粳稻亚种间的杂种优势。而对于优良，包括更高产、更好吃、更健康、更好看，也都需要持续不断去研究去开拓。科研人员也还会继续技术原理上的创优创造，比如被称为一系法的杂种优势固定。

对了，杂交水稻诞生于1973年。我也是。

自在飞花轻似梦

杂交水稻是一个利用杂种优势的系统工程。

而水稻杂交，是传统水稻育种的第一步。就是根据选定的育种目标，选择两个不同的水稻，来进行异花授粉。比如说要选育一个优质抗病的水稻新品种，你可以选择一个品质好的，一个抗病的，来进行杂交。杂交能够实现基因重新组合，有机会把优质和抗病聚合在一起。

正常的水稻是自花授粉，雌花雄花同在一起。所以杂交就需要人工操作，在开花的时候，把一个品种的雄蕊去掉，把另一个品种的花粉抖落进来。也就是说，杂交的第一步是去雄。

去雄的方法有多种，最传统的是拿小剪刀把颖壳上部剪去，又不能伤害到花器官。然后用镊子把六个雄蕊一个一个除去，留下雌蕊，仿佛是一个小小的眼科手术。这样的去雄方法，需要非常专注，眼睛也得分分钟盯着。一般技术人员，一个下午也做不了十多个。另一个方法就是真空吸收去雄，通过一个真空棒吸，来吸掉雄蕊。这样效率高，一天可以完成很多不同品种的杂交。我在农大读书实习的时候，就跟着老师做过不少。当时还觉得挺好玩，呼呼一下雄蕊就被吸走不见了。我们还用温烫去雄，因为雌蕊与雄蕊对温度的敏感度不一样，把即将开花的稻穗收拾干净，用45度的温水浸泡5分钟，就可杀死雄蕊，而保持雌蕊的活性。

后来人们又在实践中发明几种新方法，效率更高了。一种是利用二氧化碳包住，温室效应下，稻穗很快就齐齐开花了，雄蕊伸出颖壳之外老长，然后用手指轻轻弹掉即可。另一种是在前一天完成剪颖，然后往稻穗上洒水。待第二天清晨，雄蕊已大部分伸出且变成了褐色，本身已经失活，也是用手指轻轻弹去即可。

把雄蕊去掉之后，用套袋套好，用别针固定好。同时记上两个杂交亲本的名称或者编号、杂交日期等，以便溯源。套袋是为了隔离，保证一个小空间的纯净，严防田间其他花粉乱入。然后就可以拿取另一个亲本的雄花，来授粉。已经开花的，需要轻取轻拿，以免花粉随手散落。有时另一个亲本还没开花，可以剪取待开花的稻穗，在水里蘸一下，用布条或者自己的衣角擦干。稻颖壳因为直接吸收了水分，很快就张开了。授粉时，一手把已经包好的套袋打开，一手把开花的稻穗靠近套袋上方，轻轻抖动。花粉就如毛毛细雨，洒落在套袋里头，阳光下看得清清楚楚。

有一年春天在海南，当我跟几位年轻的调研人员讲解这些过程的时候，她们觉得奇妙也觉得好玩。她们努力走到稻田中央，轻轻用手指去弹了弹稻穗，对着阳光看了看，确实就看见了毛毛细雨，那是成千上万粒的花粉，或者说是最小的雨。她们乐不可支，自己也笑开了花。

杂交需要两个水稻亲本同期开花，专业术语上讲是花期相遇。简单说就是约好了，我俩什么时候见面。我和王志义见面于2000年前后，那时我们都还青春年少。为了培育更好的水稻，我负责在田间观察各种水稻的好与不好，他负责做水稻杂交。他的技术熟练，速度奇快。他拿一个眼科剪刀剪颖壳，刷刷刷的，好像是他在带领一穗又一穗的稻花，在指尖跳舞，真是一场自在飞花轻似梦。

水稻开花都是在正午。农忙季节，我们两个经常是顶着烈日，一天完成几百个水稻杂交，然后就在椰子树下打一会儿盹。顺便想了一想，今天的杂交会结出什么果。

禾有枝

山有木兮木有枝。田有禾兮，禾也有枝。

水稻的枝叫作“分蘖”，《齐民要术》里称“分蘖”为“科”。如今农民也还称“分蘖”为“发科”。

科从基部茎节发起，主茎节上长出的是第一次分蘖，从第一次分蘖上又能长出来二次分蘖，是以一粒种子可以生长出多个分蘖。一个分蘖会抽出一个稻穗。古时就有“九穗十三穗，倘生于一干”之说。所以田间的水稻，看上去是一丛一丛的。

一亩田的水稻，大概有2万丛。一丛水稻长几个分蘖，就能算出一亩田有多少稻穗，多少产量。为此，农民在秧田育苗的时期，就注意培带蘖壮秧。秧苗就茁壮的自带分蘖了，等于是有先发优势，希望一块田里能多长些出稻穗来。

分蘖是受光照、温度、水分、肥料、空间大小影响的。一块稻田里，分蘖也不是越多越好，太多了会荫蔽，反而影响产量。而且后续长出来的分蘖相对弱小，有的甚至不能长成穗子。再而且，分蘖多了稻穗会变小，结实也会受影响。这也好理解，什么样的茎秆承受什么样的稻穗。如果七八十个分蘖，稻穗就会小得跟狗尾巴草似的。“先生者美米，后生者为秕。”一项重要的田间管理工作，就是烤田。等分蘖长到一定程度，就把田烤干，把田地晒得裂开，控制无效分蘖的肆意生长。

当年我开始上班的第一件事，就是在田里数分蘖。盛夏炎热的稻田，热浪滚滚，根本让人一分钟也待不住。我也得艰难地猫在田里，弯腰弓背地扒开一丛一丛的稻子数数，一二三四五，一二三四五六七，这个稻子有多少个分蘖，那个稻子有多少分蘖，分别记录。当时我从事新品种试验，来自全国各地的水稻新品种，都种在试验田里比赛。一亩多少穗，一穗多少粒，一粒多少重，需要通过取样的方法，来测算一块田的产量，这也是对一个水稻进行描述的基本功。数完分蘖量身高，数完稻粒称重量。大半年里，脑子嗡嗡嗡的，尽是些数字加减乘除，可是水稻的印象也第一次钻进了脑海里。

也是在我上班的第一年，国际水稻研究所的著名育种家库西博士来访，那是还是青年的钱前老师，兴冲冲地去田里挖了一株稻子来，满腿泥巴来到会议室。库西博士一看，哇，好神奇，一个不会分蘖的水稻。我们也都好奇，我也是第一次觉得水稻这么好玩。后来钱老师他们把这个不会分蘖的基因克隆了，发在《Nature》上，是我国科学家在权威杂志上发表的第一篇生命科学基础研究论文。

在工作中我也慢慢地去领悟，水稻作为一种群体植物，一定有它的社会行为。分蘖的强弱与多少，事关最终产量构成的穗数、粒数、粒重三因素，甚至稻米品质。总体上却是要趋于一个平衡的，有时候是要多分蘖，有时候是要大分蘖，因地制宜，因种制宜。我是偏向于培育一些多分蘖的新品种，这样的品种适合密植。想起曾经鼓吹过的万斤高产，主要就是密密密，密到人工去堆积，堆积成山。一定的密植是有道理的。

我还以为，多分蘖等于多分担，不用一茎之力，去承受生命中不能承受之重。

如此多样

千堆雪，万种稻。哲语说没有一朵雪花是相同的，水稻也是有千千万万种。

水稻世界里，比如按照生育期或栽培季节来分，有早稻、中稻、晚稻;按照类型来分，有籼稻、粳稻;按照直链淀粉含量来分，有粘稻、软米稻、糯稻;按照资源来分，有老品种、地方品种、栽培种等等。每一种分类，又都有成百上千的品种。而细到用某一个植物性状来划分，更是不计其数了。

水稻它比树古老，比山年轻。几千年来微风一样地成长和蔓延，使得我国的水稻资源非常丰富多样。位于杭州富阳的中国水稻研究所资源库里，就雪藏着七万余份各种各样的水稻资源。一排排整齐的铝盒子里装着冰凉的稻种，看上去神形相似，却各自身怀绝技。它们有的高产，有的优质，有的抗病虫，有的耐逆境。种在田里，高高低低的，披头散发的什么都有，“像是被狗啃了”。水稻不会走动，也不会交头接耳，好在科学家们懂得它们意思，会帮助它们实现一些目标。所以有的水稻看上去一无是处，但不知道什么时候就被挖掘出了一个好基因，培育出了一个好品种。

遗传资源的多样性，给现代科学提供了更多可能。而多样性更多的意义在于保证物种本身的繁衍，保持与生态系统的联系。山水林田湖草，都是生命共同体，世间万物都是有联系的，牵一发而动全身。一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，有可能会在美国的得克萨斯引起一场龙卷风。我一个大学同学，毕业后从事稻田的生物多样性研究。稻田的杂草，小虫子都是她密切关注的对象。某年某地田里的什么虫子少了，什么杂草多了，都会引起她的警觉。

确实，由于人类活动对自然的开发速度加剧，自然平衡受到了很大影响，每年都有数万种已知物种消失。为此，联合国大会专门确立5月22日为国际生物多样性日，就是为了保持自然系统的健康可持续，以自然之道，养万物之生。

同一个物种内也是如此，品种资源单一也存在相当风险。1970年美国杂交玉米大减产，原因就在于当时杂交玉米推广很快，一种叫作T型细胞质不育系产生的种子占了全美国玉米商品种子的85%，造成针对性的玉米小斑病菌T小种的大流行。有时生命就是这么不堪一击。我国在发展杂交水稻的时候就非常注意这点，在最早的野败细胞质杂交水稻基础上，先后研发出了印水型、红莲型、矮败型、冈D型等多个不同的不育细胞质，能够有效避免单一资源可能引起病害流行的隐患。

虽然我们说天下并不存在一个完美的水稻，然而生命的魅力在于多样，多种多样的水稻，也聪明地保持了某种和谐平衡。农民院士、云南农业大学的朱有勇教授，1982年就开始研究以生物多样性来控制植物病害，如在一个矮秆的水稻品种里种上几行高秆的品种，一块籼稻品种田里种上几行粳稻品种，来检验稻瘟病的抗性。通过18年1000多个试验，结果真是意料之外又在情理之中，由于品种遗传背景的差异，稻田的病虫抗性得到了显著提高。有勇有谋的生物多样性试验，回答了一个“和谐共生”简单而又复杂的科学问题。