三系配套方案的制定

1965年冬天,天气寒冷异常,大多数人都呆在家里,与亲朋好友闲话家常,袁隆平却正在苦苦思考着水稻杂交中的一些难题。

袁隆平自言自语地说:“首先需要解决的一个问题是,必须由少量的天然雄性不育株,繁育出一个可以扩展到任意大的不育系。”

袁隆平知道问题在于,真正具有实用价值的不育系,必须得保证是百分之百的雄性不育,而实验表明,并不是用任何一个常规品种的水稻去与已经找到的天然“母稻”杂交,都能繁殖出百分之百的雄性不育后代。

因此,要想获得世代相传的雄性不育系,还必须找到若干个能与特定的“母稻”杂交出百分之百的雄性不育后代的常规水稻品种。

袁隆平若有所思地对妻子邓哲说:“如果将这些还有待于发掘的、将能使雄性不育水稻世世代代百分之百地保持雄性不育特性的常规水稻命名为保持系,那么,也就是说,要使不育系能以百分之百的纯度世代相传,就必须找到保持系……”

整个冬季,袁隆平都沉浸在这些关于杂交水稻育种工程技术问题的演绎和推理之中。他的书桌上凌乱地摆放着他匆匆记下的各种想法和图形符号的稿纸,以及统计表格和参考书籍。

袁隆平对水稻杂交问题十分痴迷。

他在给学生讲课时,会不知不觉扯进一大堆杂交水稻的话题。走在路上他老会不知不觉地碰上电线杆。连吃饭他也常常走神,夹起萝卜白菜老往鼻孔里送。吓得邓哲时常摸着他的额头,看他是否正在发高烧。

一天,袁隆平欣喜地对妻子邓哲说:“我找到解决问题的办法了!”

邓哲也高兴起来,她连忙问:“什么办法?”

袁隆平说:“三系配套。”

邓哲有些不解地说:“什么叫三系配套?”

袁隆平解释说:“必须实现不育系、保持系、恢复系,这样三个系列的配套,才能最终实现水稻杂种优势的利用。”

邓哲知道袁隆平的研究有了突破性进展,感到十分高兴。她看着丈夫,嘴角露出甜甜的微笑。

于是,袁隆平就给妻子讲述了自己的构思:有了“三系”配套,生产上要播种一块繁殖天和一块制种听。在繁殖田里种植不育系和保持系,在它们的花全开时,保持系的花粉在风力的帮助下就会传给不育系;不育系得到花粉后,就会结出果实,所产生的后代也是不育系,达到繁殖不育系的目的。

接下来,保留一部分不育系的种子,待到第二年继续播种,进行繁殖育种,而让剩下的一部分同恢复系进行繁殖育种。当制种田的不育系和恢复系都开花后,恢复系的花粉也就传给了不育系,那么不育系所产生的后代,也就是大田种植的杂交稻种。

由于保持系和恢复系本身的雌雄蕊都是正常的,都是自花授粉,所以结出的种子还是保持系和恢复系的后代。

从发现那株“天然杂交稻”开始,袁隆平每天都翻阅大量资料,进行田间调查,夜以继日地研究,经过精心设计,攻克杂交水稻的蓝图在他的脑海里形成了,并确定了解答难题的具体方案:

首先利用水稻的天然雄性不育性,进而培育出不育系、保持系和恢复系,通过“三系”配套的方法,代替人工去雄杂交,从而达到杂种优势利用的目的。

袁隆平还认真地为“三系”配套设计出分三步走的具体方案:

第一步,寻找天然的“雄性不育株”。这是培育雄性不育系的基础。

第二步,筛选和培育保持系。即培育出一种水稻和雄性不育系杂交,使其后代能够保持雄性不育的性状,以解决雄性不育系的传宗接代的遗传问题。

第三步,筛选和培育恢复系。就是要寻找和培育出一种水稻和雄性不育系杂交,使他们的杂种第一代恢复雄性可育的能力,能使颖花自交结实。若是他们的优势强,就可以应用于大田生产。

这就是袁隆平设想的“三系法”杂交水稻。寻找和培育出了“三系”以后,就充分利用“三系”进行循环杂交,进行基因优化组合,这样就可以完成不育系的繁殖、杂交稻制种和大田生产应用,这样“三系”杂交水稻生产的程序也就顺利完成了。

这种水稻杂交科研上的方法的确立,就像黑夜中一盏明亮的灯,让他看到了未来的希望。

虽然袁隆平已经完成寻找天然不育株这项工作,但他面对的依然是一片荒原,他必须继续进行钻研与探讨,才能在科学的王国里开拓一片新天。

但是,袁隆平坚信:通过进一步选育,可以从中获得雄性不育系、保持系、恢复系。实现“三系”配套指日可待。

1966年2月28日,袁隆平在中国科学院主办的《科学通讯》上发表了一篇重要的论文。这篇论文的题目就叫《水稻的雄性不孕性》。

袁隆平在论文中写到:

水稻具有杂交优势现象,以籼粳杂种更为突出,但因人工杂交制种的困难,到现在为止,尚未能利用。显然,要想利用水稻的杂种优势,首先必须解决大量生产杂种的制种技术。从当前作物杂种优势育种的研究形势和实际成果来看,解决这个问题的有效途径,首推利用雄性不孕性。

当时,《科学通迅》是中国科学院唯一一份发表科研论文或报告原稿的最高综合性学术期刊。就连中国科学院的专门研究人员,也不一定有机会在上面发表自己的作品。

然而,湘西山沟的中专教师袁隆平,却把自己的第一篇论文,投寄到这块中国科学界最显赫的阵地,而且一举成功,实在让人惊叹。

《水稻的雄性不孕性》这篇论文运用了科学的数据,对水稻具有雄性不孕性进行了详细地论述。这是国内第一次论述水稻雄性不育性的论文,不仅详尽叙述水稻雄性不育株的特点,并就当时发现的材料区分为无花粉、花粉败育和部分雄性不育三种类型。

其论文观点新颖,内容充实。它的发表,引起国内外科技界的高度重视,对于杂交水稻研究具有划时代的意义。

1966年3月,袁隆平收到中国科学院寄来的这份期刊和50元稿费。袁隆平用手轻轻地抚摸着这份刊载着他的论文的期刊,想到自己为之付出的心血,心中感慨万千。

袁隆平在高兴之余,并没有声张,他继续默默无闻地开展着自己的实验。

袁隆平曾经充满信心地对邓哲说:“我为几亿农民研制优良种子,我为农民而搞科研,我将我的科研成果赠与农民,留给众人。因为有我的爱妻与我相伴,我的希望不会落空。”

这一天,袁隆平和他的好朋友曹老师在一起谈心。

曹老师问袁隆平:“你最近在干什么?”

袁隆平淡淡一笑,回答说:“琢磨我的杂交稻。”

曹老师有些好奇地问:“老袁,你成天这么辛苦,到底在追求什么?”

袁隆平目视前方,十分坚定地回答:“我追求一个人类没有饥饿的未来。”

曹老师惊叹道:“看来,老袁的雄心很大呦!”

国家科委九局的科学家熊衍衡看过袁隆平的这篇论文之后,十分赞赏,他断定水稻杂交优势可成为现实。于是,他将袁隆平的论文交给九局局长赵石英阅示。

赵石英也非常重视这篇论文,他知道水稻雄性不育研究在国内外是一块未开垦的处女地,如果能研究成功,将给我国的粮食生产带来翻天覆地的变化。他立即请示国家科委党组,党组书记聂荣臻表示支持。

于是,赵石英立即以国家科委的名义,向湖南省科委和安江农校发出便函。函中肯定了袁隆平在科学实践的基础上做出的预言:

利用水稻杂交优势,必将给水稻产量带来大面积、大幅度的增长。

公函还责成湖南省科委和安江农校支持袁隆平的试验。

正是这份公函,得以继续他的水稻杂交研究事业。