袁老的梦——禾下乘凉图

2023年6月24日，中央四台晚八点播出《中国脊梁-袁隆平》，看后唏嘘不已，若论科研价值，袁老绝对比肩诺奖获得者，但老一辈科研工作者不重名利，不事张扬，一心以解决黎民百姓温饱为己任，其为人、治学、修身、齐家皆为我辈之表率，为纪念之，又为警醒自己，偷得半日闲，略整理如下：

袁隆平生平

1930年9月7日，袁隆平出生于北京协和医院（另据考证，实际出生日期为1929年8月13日，接生人为林巧稚）。

1931年至1949年，袁隆平随父母漂泊，先后居住并求学在北平、天津、九江、赣州、重庆、汉口、南京等地。1947年，袁隆平在汉口博学中学读高中时获汉口赛区男子百米自由泳第一名；获湖北省男子百米自由泳第二名。

1949年至1953年，袁隆平先后在重庆北碚夏坝的相辉学院农学系和西南农学院农学系学习。

1953年8月至1971年1月，袁隆平任湖南省安江农业学校教员。

1960年7月，袁隆平在农校试验田中意外发现一株“鹤立鸡群”的水稻，他利用该株水稻试种，发现其子代有不同性状。由于水稻是雌雄同蕊且自花授粉，他推论该株为天然杂交水稻。随后他把水稻雌雄同蕊的雄花人工去除，授以另一个品种的花粉，尝试产生杂交品种。

1964年2月22日，袁隆平与邓则结婚，由于是师生关系，受到很大非议。

1964年7月5日，袁隆平在试验稻田中找到一株“天然雄性不育株”，经人工授粉，结出了数百粒第一代雄性不育株种子。

1964年至1965年，袁隆平在14000多个稻穗中逐穗检查到6株天然雄性不育株。经过两年的观察试验，对水稻雄性不育材料有了较丰富的认识。

1966年2月28日，在工作12年后，袁隆平发表第一篇论文《水稻的雄性不孕性》，刊登在中国科学院主编的《科学通报》半月刊第17卷第4期上，推断通过选育雄性不孕系、保持系和恢复系的三系法途径来培育杂交水稻可以大幅度提高水稻产量，为研制杂交水稻奠定了坚实的理论基础。同年5月，国家科委九局局长赵石英同志，获悉袁隆平发表的《水稻的雄性不孕性》一文后，高度重视，以科委九局名义致函湖南省科委与安江农校，指出这项研究的意义重大，须大力支持袁隆平的水稻雄性不育研究活动，这一指示大大减轻了文化大革命对袁隆平的冲击和迫害。

1967年4月，袁隆平起草“安江农校水稻雄性不孕系选育计划”，呈报省科委与黔阳地区科委。6月，由袁隆平、李必湖、尹华奇组成的黔阳地区农校（原安江农校）水稻雄性不育科研小组正式成立。

1968年4月30日，袁隆平将珍贵的700多株不育材料秧苗插在安江农校中古盘7号田里，面积133平方米。5月18日晚上，中古盘7号田的不育材料秧苗，被全部拔除毁坏，成为未破的谜案。袁隆平心痛欲绝。事发后第4天才在学校的一口废井里找到残存的5根秧苗，继续坚持试验。

1969年冬，袁隆平、李必湖、尹华奇等到云南省元江县加速繁殖不育材料。

1970年夏，袁隆平从云南引进野生稻，拟在靖县（安江农校又搬迁到了靖县）做杂交，后因没有进行短光照处理而未成功。秋季，袁隆平带领科研小组来到三季稻实验条件良好的海南岛崖县南江农场进行研究试验。为解决100%不育难题，袁隆平提出“用远缘的野生稻与栽培稻进行杂交”的设想，他的学生李必湖在海南找到一棵雄性不育株，转育出来的三粒雄性不育种子被命名为“野败”，为“三系”配套打开了突破口。

1971年春，湖南省农业科学院成立杂交稻研究协作组，袁隆平调省农业科学院杂交稻研究协作组工作。

1973年，协作组通过测交找到了恢复系，攻克了“三系”配套难关。10月，袁隆平在苏州召开的水稻科研会议上发表了《利用“野稗”选育三系的进展》的论文，正式宣告中国籼型杂交水稻“三系”已经配套。

1975年，袁隆平攻克了“制种关”，摸索总结制种技术成功。在党和国家的大力支持下，全国有19个省、市、自治区先后组成科研协作组，开展群众科学实验，成功地育成了杂交水稻。

1976年，杂交水稻成功推广。

1977年，袁隆平发表了《杂交水稻培育的实践和理论》与《杂交水稻制种与高产的关键技术》两篇重要论文。

1980年10月，我国第一个研究杂交水稻的育种家、湖南省农业科学院研究员袁隆平，经过10多年刻苦的研究实验，在有关科研单位的协作下，攻克了制种关，使杂交水稻的研究获得全面成功，为水稻增产开辟了新的途径。

袁隆平与“三系杂交育种”

1966年是载入中国农业史的划时代的一年，袁隆平的《水稻的雄性不孕性》在这一年发表了，首次系统阐述了杂交水稻的“三系育种”方法。这是中国农业育种技术与实践的重大突破。

“三系”的概念最早由1947年美国遗传学家希尔斯提出，他认为植物种子是否有生育能力是由细胞核和细胞质双重条件决定的。植物亲代的细胞核由显性基因R和隐性基因r配对组成，会出现三种不同类型RR、Rr和rr。细胞质由显性基因N和隐性基因S组成。配子，即生殖细胞（构成花的雄蕊和雌蕊）在分裂和配对中会出现不同组合，只有细胞核是S而细胞质是rr这种组合才是雄蕊不育的。

 雄蕊不育的物种只能由其他植株的雄蕊提供花粉才能受精，这就是天然的杂交现象。人们早已认识到，杂交种是有优势的。可惜，这种优势会在第二代和第三代很快退化。生产上要想保持杂交优势，就必须利用雄性不育系和正常品系进行杂交，这样才能不断得到具有杂种优势的“子一代”。

水稻是雌雄同株的植物，稻花开后，雌蕊和雄蕊在同一朵花中完成自花授粉，正常情况下很难得到天然的杂交后代。人工去除雄蕊理论上可行，但实践起来太困难，大田育种更不现实。怎么办？袁隆平陷入苦苦的思索之中。当时美国和日本等国已经有人提出了“三系育种”的概念和方法，但在实践中均不成功。甚至有不少学者断言，“搞杂交水稻是对遗传学的无知”。

在多次失败之后，袁隆平终于拨开迷雾，系统完成了三系杂交水稻的头脑风暴，并把这个宝贵的成果发表在1966年的《科学通报》上，他在此文中阐述的方法如下图所示：

 要得到有杂交优势的子一代（F1），必须不断培育出雄蕊不育的“不育系”水稻，这个任务由雄蕊特别发达的“保持系”水稻完成。“不育系”和“保持系”的后代有很大比例的不育后代，可以与正常“恢复系”水稻交配得到性状优异的杂交水稻种子（F1），这样就完成了杂交水稻的制种工作。

袁隆平的贡献不仅在于提出“三系育种”方法，还在于他坚持和倡导全国科研大协作。实际上，最宝贵的不育系的祖宗，后来被取名为“野败”的那株水稻，是由他的学生李必湖等人1970年在海南一个农场发现的。袁隆平慷慨而富有远见的把自己团队千辛万苦培养出的一百多颗“野败”雄性不育后代分发给全国各个农业科研小组，展开了轰轰烈烈的全国杂交水稻大协作。1972年，江西省的颜龙安采用遮光处理，从“野败”种子中成功培育了“不育系”及同型“保持系”，并向全国提供种子。1973年，广西张先程在东南亚水稻品种中发现了结实率在90%以上的强“恢复系”水稻品种。至此，籼型杂交水稻“三系”配套成功，1976年开始在全国范围大面积推广种植，平均每亩增产100斤。1981年，袁隆平领导的“全国籼型杂交水稻科研协作组”荣获中国第一个国家发明特等奖。

三系杂交方法虽然巧妙，但比较繁琐。1986年，袁隆平进一步提出杂交水稻的育种从“三系”到“两系”再到一系的思路，目标是不断提高育种的效率。1995年我国独创的“两系”法杂交稻技术配套成熟，开始应用于生产。1996年，我国超级稻研究计划启动，袁隆平又提出了以形态改良和杂种优势相结合，制订“高冠层、矮穗层、中大穗、高度抗倒”的技术路线，并于2000年和2004年分别实现了超级杂交稻亩产700公斤和亩产800公斤的育种目标，实现了两季田亩产超过3000斤的不可思议的成果。

历史瞬间

1973年10月，在苏州召开的全国水稻科研会议上，袁隆平发表了《利用“野败”选育“三系”的进展》一文，正式宣告中国籼型杂交水稻“三系”配套成功。

杂交水稻“三系”配套成功是以袁隆平为代表的科研人员多年来潜心研究的结晶。1960年7月，时任湖南黔阳农校教师的袁隆平在一块试验田里发现一株天然杂交稻，萌发了研究杂交水稻、提高粮食产量的念头。经过几年艰苦试验和科学分析，袁隆平写出了他的第一篇重要论文《水稻的雄性不孕性》，发表在1966年《科学通报》第4期上。杂交水稻研究迈出了坚实的第一步。

1976年12月，袁隆平（右）和同事李必湖在观察杂交水稻生长情况

 1970年秋，根据袁隆平“用远缘的野生稻与栽培稻进行杂交”的设想，他的学生李必湖在海南找到一棵雄性不育株。转育出来的三粒雄性不育种子被命名为“野败”，为“三系”配套打开了突破口。

1971年春，在湖南省委的领导下，成立了由湖南农科院、农学院、师范学院、黔阳农校和贺家山原种场组成的省杂交水稻研究协作组。以袁隆平为代表的黔阳农校科研组把“野败”植株和其他不育材料分发给13个省市的20多个单位，进一步开展以“野败”为主要材料的“三系”配套攻关会战，加快了“三系”配套进程。

1972年春，在国务院召开的全国农林科技座谈会上，杂交水稻被列为国家重点科研项目，由中国农林科学院和湖南省农科院主持，组织全国力量搞协作攻关。

1981年6月6日，国家科委和国家农委在北京联合召开籼型杂交水稻特等发明奖授奖大会。湖南省农科院研究员袁隆平（左）代表全体从事杂交水稻研究的科技人员领奖

1973年，在突破“不育系”和“保持系”基础上，张先程等在东南亚品种中找到了一批优势强、花药发达、花粉量大、恢复度在90%以上的“恢复系”，“三系”终于配套成功了！

1974年，湖南开始试种杂交水稻，亩产超过650公斤，充分显示了它的增产优势。

1975年，试种面积达到5600亩。

1976年，全国示范推广面积扩大到208万多亩，全部增产20%以上。

 杂交水稻种植面积的推广，为我国粮食增产作出了巨大贡献。1976年全国粮食总产量达到28631万吨，比1965年增长47.2%。从1976年到1987年，中国的杂交水稻累计增产1亿吨以上，每年增产的稻谷可以养活6000多万人。杂交水稻占水稻种植面积的比例，从1976年的0.41 %增加到2000年的51%。我国用不足世界10%的耕地解决了占世界22%人口的粮食问题。杂交水稻的研制和应用受到国际上的高度评价，被誉为农业上一次绿色革命。

袁隆平院士亲笔科普：为什么要用“三系”法培育杂交稻

生物学上往往会出现杂种在个别性状或综合性状上优于其亲本的现象，如杂种比其亲本生长健壮、适应性广、抗性强、产量高、品质好等，这就叫做杂种优势。在农业上，常常利用杂交育种的方式来提高作物产量和品质。

一般的作物杂交培育，多采用父本、母本两个亲本杂交，通过调节花期、控制授粉等方式将双亲的优良基因结合于一体，或将双亲中控制同一性状的不同基因积累起来，产生在该性状上超过亲本的类型，来获得理想型个体。杂交稻采用的是“三系”（即三个亲本）培育法，中国杂交稻研究的开创者袁隆平院士在亲自撰写的杂交稻百科词条中，解释了为什么采用这种方法：

稻因为是自花授粉作物，颖花小，且每朵颖花只结一粒种子，不可能用普通人工去雄杂交方法大量生产杂交种子，因而稻的杂种优势利用长期未能成为现实。

水稻是中国人的主粮，20世纪60年代袁隆平开始研究杂交水稻。当时，在水稻、小麦、玉米三大粮食作物中，只有水稻的杂交研究停滞不前。1926年，美国人T.W.琼斯发现了水稻的杂种优势现象。20世纪60～70年代，由于受玉米和高粱杂种优势利用成功的影响，在水稻育种领域出现了研究杂种优势利用的热潮。1968年，日本人新城长有首先育成粳型台中65号三系，但杂种优势不明显，未能应用于生产。以后其他国家又做了大量研究，也均未取得突破性进展。

因为水稻自花授粉，花器很小，花粉的活力只能维持5分钟左右，在自然条件下，天然异交率一般为1%，没有杂交优势。

“三系”杂交原理

“三系”是指雄性不育系（简称不育系）、雄性不育保持系（简称保持系）和雄性不育恢复系（简称恢复系）。

不育系的雄性器官发育不正常，花粉无授精能力，但雌性器官发育正常，当授以正常花粉时就能受精结实。

保持系的雌、雄性器官发育均正常，能自交结实，其功能是用它的花粉授给不育系后，所产生的后代仍能保持雄性不育特性。

恢复系的雌、雄性器官也正常，能自交结实，其功能是用它的花粉授给不育系后，可使所产生的后代育性恢复正常，自交结实。

要进行两个不同稻种的杂交，先要把一个品种的雄蕊进行人工去雄或杀死，然后将另一品种的雄蕊花粉授给去雄的品种，这样才不会出现去雄品种自花授粉的假杂交。可是，如果用人工方法在数以万计的水稻花朵上进行去雄授粉的话，工作量极大，不可能解决实际生产的大量用种问题。

因此，就需要一种靠自己的花粉不能受精结籽的母本（不育系），这样可以省去去雄工作，为在生产上大规模利用杂种一代优势创造条件。

为了使不育系的母本繁殖种子，要给它找两个对象，这两个对象的特点各不相同：

第一个对象（保持系）外表跟母本极为相似，但有正常的花粉和发达的柱头，用它的花粉授给母本后，生产出来的后代和母本一样：雄蕊瘦小退化，花药干瘪畸形、没有生育能力。这样的种子长出的植株仍然可以作为不育系的母本，用以在制种田继续制种。（杂种优势主要表现在子一代，在以后世代中会显著衰退，因此生产上利用时必须年年配制第一代杂种。）

另一个对象（恢复系）外表与母本截然不同，一般要比母本高大，有正常的花粉和发达的柱头，用它的花粉授给母本后，生产出来的后代比父本、母本都要健壮，而且育性也恢复正常。这就是优势明显的第一代杂交种子，可以交给农民去大田种植了。

这样，不育系、保持系和恢复系（分别简称A、B和R系）三系配套，就能大量配制杂交种子。

生产程序

应用“三系”法生产杂交稻时，将不育系与保持系按一定比例相间种植，使其花期相遇，辅以人工授粉，可使生产的种子保持不育特性，并代代相传，这一过程称不育系繁殖（简称繁种）；将不育系与恢复系按一定比例相间种植，使其花期相遇，辅以人工授粉，就可不用人工去雄而生产大量第一代杂交种子，这一过程习称杂交制种（简称制种）。繁种田、制种田和大田的比例约为1:40:1600，即一亩繁殖田生产的不育系种子可供40亩制种田用，由40亩制成的杂交种子可供1600亩大田生产用。

杂交稻的生产需年年制种，繁殖不育系、保护系和恢复系，因此构成一个相互配套缺一不可的统一整体。

研究过程

1964年，袁隆平在籼稻品种中发现能够遗传的自然雄性不育株，并提出了选育杂交稻的设想。此后，各地以这些不育株为材料与数以千计的品种进行了测定，但最终未能筛选得到保持系。1970年，李必湖在海南岛搜集野生稻的过程中，从普通野生稻群落中，发现一株花粉败育型的雄性不育野生稻（简称“野败”）。

接着，在全国性的杂交稻协作研究中用“野败”作为母本原始材料，通过杂交和连续择优回交，育成了不育系和保持系。同时，还利用“野败”型不育系与国内外品种（系）测交，筛选出一批恢复系，终于实现了籼型杂交稻三系配套。在此基础上第一批籼型水稻优势杂交组合相继选育成功，1976年起，杂交稻在全国大面积推广。

继“野败”型三系育成功之后，中国又以正常的普通野生稻与栽培稻、籼稻和粳稻杂交和地理上远距离的籼稻品种间杂交等方式，陆续育成了其他细胞质源的新三系，如四川的冈型、湖北的红莲型、云南的滇型等，为改变生产上单一应用“野败”细胞质源不育系创造了条件。

20世纪90年代，科研人员利用光温敏不育系水稻开发出不需要保持系的两系法杂交水稻。与三系法相比，两系法的优点是配组自由、育种程序简化、育种周期缩短，缺点是不育系繁殖和组合制种受到时空条件的限制。

目前，第三代杂交水稻育种技术体系已经建立。第三代杂交水稻兼有三系法育性稳定和两系法配组自由的优点，在任何地区任何时候育性都是稳定的，且制种和繁殖都非常简便。

参考百度百科、中国大百科全书数据库、360个人图书馆、CCTV4《中国脊梁》等进行整理

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