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麦田“红娘”, 远缘杂交——李振声院士改良小麦育种的事迹

已有 262 次阅读 2026-1-19 12:04 |个人分类:读书笔记|系统分类:人物纪事

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2017年的李振声院士。河北日报记者赵杰摄

一株改变中国的小麦

同学们,你们早餐吃面包、馒头还是面条?你们知道吗,这些美味食物的原料——小麦,有一位中国的“科学家爷爷”曾为它操碎了心。他叫李振声,被誉为“中国小麦远缘杂交之父”。他做了一件听起来像童话的事:让小麦和一种野生杂草“结婚”,生出了抗病又高产的后代,解决了亿万中国人的吃饭问题。

今天,就让我们回到几十年前,看看这位麦田“红娘”如何用智慧和耐心,谱写出一段关于生命、粮食与科学的传奇。

饥饿的记忆,种下梦想的种子

1931年,李振声出生在山东淄博。他的童年和少年时代,正值战乱与自然灾害频发的时期。最让他刻骨铭心的,是1942年的山东大旱灾。

田地里颗粒无收,绿色的麦苗全都枯死成了干草。路边随处可见饥饿的人们,吃树皮、挖草根,甚至吃一种叫“观音土”的泥土充饥,很多人因此死去。“那时我就想,能不能让小麦也像野草一样耐旱,一样有顽强的生命力?”这个关于粮食与生存的问题,像一颗种子,深深埋进了少年李振声的心里。

1951年,这个怀着“让中国人吃饱饭”梦想的青年,从山东农学院毕业,被分配到中国科学院工作。他本以为会研究高深的遗传理论,但国家的需要把他推向了更艰苦、更紧迫的战场——西北植物研究所,到陕西渭北的农村去,那里土地贫瘠,小麦病害严重,产量极低。

麦田里的“侦察兵”与天才想法

在陕西的麦田里,李振声成了一个细致的“侦察兵”。他天天蹲在地里观察,发现了一个奇怪的现象:每当小麦因条锈病大面积枯死时(这种病会让麦叶长满铁锈色的斑点,最终让麦子绝收),田边一种叫“长穗偃麦草”的野生植物却依旧生机勃勃,青翠挺拔。当然,这是他系统搜集鉴定了800多种牧草,才获得的机遇。

一个大胆的想法如闪电般击中了他:能不能把偃麦草的抗病基因“搬”到小麦身体里,创造一种不怕锈病的新小麦?这就像幻想把蝙蝠的雷达系统装到小鸟身上一样天马行空。因为偃麦草和小麦在植物学分类上关系很远,属于不同的“属”,这种跨“属”的结合,就叫远缘杂交,在当时被认为是几乎不可能成功的难题。

同事们觉得他异想天开:“让小麦和野草结婚?它们的‘血缘’差得太远了,好比让猫和狗生宝宝!”因为开展远缘杂交,有三道难题挡在面前:杂交不亲和、杂种不育和后代“疯狂分离”。但李振声想起了童年时那片被旱灾夺去生命的麦田。他知道,如果走常规育种的老路,很难有大的突破。为了亿万人的饭碗,他决心挑战这个不可能。

一场长达20年的“植物婚介”

李振声的“植物婚介所”开张了,这是一场需要超人耐心的漫长实验。

(1)做媒(杂交):春天,他小心翼翼地将小麦的雄蕊去掉,然后采集偃麦草的花粉,轻轻涂在小麦的雌蕊上,再用纸袋套好,防止其他花粉干扰。这需要像绣花一样精细的操作。

(2)培育“混血儿”:第一代种子种下去,长出来的植株更像野草,籽粒干瘪,完全不能吃。但这在意料之中,因为野草的基因太强大了。

(3)漫长的“驯化”与“优选”(回交与选择):他将这些“野性十足”的杂种后代,再与优质小麦反复杂交,同时一代代挑选那些既保留抗病性、又越来越像小麦的植株。这个过程枯燥无比,每年只能在麦收时看到一次结果,然后等待下一个秋天播种。

但是,最难的一道坎出现了,杂种后代的染色体经常“打架”,无法正常配对,导致后代高度不育,就像马和驴生出的骡子没有生育能力一样。这是远缘杂交的世界性难题。

李振声没有放弃。他和团队泡在实验室和田野里,最终发现了一种特殊的“小偃麦”类型,它的染色体相对稳定。以此为突破口,经过成千上万次的杂交、筛选,在整整20年之后,奇迹终于出现了!

“小偃”家族的辉煌诞生

1970年代,“小偃”系列小麦横空出世:小偃4号,抗病性强。小偃5号,适应性广。小偃6号,它不仅高抗条锈病,而且品质优、产量高、稳定性好,是真正的明星品种!

“小偃6号”到底有多厉害?

它在黄淮麦区大面积推广,累计种植面积超过3亿亩,相当于2000万个标准足球场!

增产粮食超过150亿斤,能装满50万辆大卡车,多养活了数千万人口。

它的优良性状被许多后续品种继承,成为中国小麦育种史上里程碑式的“骨干亲本”。

这一成就,让李振声1985年获得国家发明一等奖,2006年获得了国家最高科学技术奖。当人们称赞他时,他总谦虚地说:“荣誉属于集体,我只是一名普通的科技工作者。”

科学魔法背后的原理(给好奇宝宝的解答)

李振声爷爷到底施了什么“魔法”?我们来稍微深入一点看看。

(1)基因的“强强联合”:他把偃麦草基因组里负责“抗病”“耐旱”的优秀基因片段,通过杂交和选择,整合到了小麦的基因组里。这就像给小麦安装了一个来自荒野的“超级免疫系统”。

(2)突破生殖隔离:不同物种间通常存在生殖隔离,就像一堵墙。李振声团队通过不懈努力,找到了墙上的一扇“小门”(染色体工程方法),让基因交流成为可能。

(3)“蓝色小麦”的传奇:在育种过程中,他们甚至意外发现了一些籽粒呈蓝色的后代。这是因为偃麦草的基因也带来了花青素。虽然最后蓝色因为加工原因没有被保留在主栽品种里,但这个有趣的现象说明,远缘杂交能带来意想不到的遗传多样性。

金色麦浪,赤子之心

李振声爷爷不仅是一位科学家,更是一位心怀天下的农学家。即使功成名就,他仍然保持着质朴的本色。他常说:“我的工作离不开农民,我的办公室就在麦田里。”

晚年,他依然关心国家粮食安全,提出了“渤海粮仓”等重大农业构想,希望用科技改造盐碱地,为中国开拓新的粮源。他将获得的巨额奖金捐出,用于支持农业科研和培养青年人才。

2011年5月4日,在获得国家最高科技奖5年之后,国际小行星中心将一颗编号为90825的小行星永久命名为“李振声星”。 2017年9月13日,他被授予“共和国勋章”。从此,这位让大地丰收的科学家,不仅为共和国所铭记,也在星空中永恒闪耀。

从一粒种子到一片未来

同学们,当我们今天无忧无虑地享受丰盛的食物时,请不要忘记,这背后站立着像李振声爷爷这样一代又一代的农业科学家。他们用一生的坚守,将论文写在了祖国最辽阔的田野上。

李振声的故事告诉我们:

科学源于对生活的深刻关怀(童年的饥饿让他立志)。

伟大的发现需要异想天开的勇气和脚踏实地的坚持(敢想“野草嫁小麦”,更能苦守20年)。

知识的力量最终是为了造福人民(让亿万人吃饱饭是最高荣誉)。

也许,未来的某一天,你们当中也会有人走进实验室或田野,为解决人类面临的粮食、环境等挑战贡献智慧。就像李振声爷爷那样,用一颗种子,改变世界。

希望当你下次手捧香喷喷的馒头或面条时,能想起这位麦田里的“红娘”爷爷,想起这段关于生命、坚韧与奉献的科学传奇。因为,我们碗中的每一粒粮食,都凝结着阳光、雨露,和科学家们的汗水与智慧。



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