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“泥腿子”院士庄巧生:60多年潜心小麦育种

科普小知识2022-07-31 18:19:35
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“泥腿子”院士庄巧生:60多年潜心小麦育种

庄,男,1916年8月出生,1939年毕业于金陵大学农学院,获学士学位。1940年,他在金陵大学农学院担任助教。1944年,他在重庆市北碚区*农业实验所杂粮部担任技术员,从事小麦品种改良工作。1945年7月,他去堪萨斯州立大学学习小麦品质鉴定技术。1946年10月,他来到北平农业试验场,担任技术负责人和小麦研究室主任,负责小麦育种项目。目前,他是中国农业科学院作物科学研究所的研究员。长期从事小麦遗传育种科学研究,育成了10多个冬小麦新品种。1980年,他被选为中国科学院院士。

隋文帝

“泥腿子”院士庄巧生:60多年潜心小麦育种

1945年7月初,庄(右一)、刘长城(左一)、金(左二)三位中国实习生在美国堪萨斯州立大学制粉系实习。

“泥腿子”院士庄巧生:60多年潜心小麦育种

1988年5月,庄(左)参观了江苏省徐州农业研究所小麦品种试验场,夏善宝(右)参观了徐州农业研究所小麦育种研究室主任。

决定去主要的冬小麦产区

庄1916年8月5日出生于福建省闽侯县岐山南麓的一个小山村里的一个农民家庭。他于1935年1月考入金陵大学农学院,1939年2月如期以优异成绩毕业,并自荐为“斐奥荣誉学会”会员,被授予“金钥匙”奖。1939年3月,我跟随植物学家沈到贵阳*农业实验所贵州工作站进行小麦区域试验。1940年8月,他回到成都金陵大学农学院,为刚从英国留学归来的金教授当助教。1942年冬天,他辞去了助教的工作,应作物育种家戴松根的邀请,到恩施的湖北农业改良研究所当技术员,并担任湖北农场的负责人。1944年10月,在戴松根的推荐下,庄回到*农业实验所,在杂粮科当技术员,从事小麦品种改良工作。1945年7月,他去堪萨斯州立大学,在制粉工业系学习硬小麦质量鉴定技术。

1946年8月,庄回到南京*农业实验室工作。抗日战争胜利后,实验室的大部分工作人员从后方返回南京。在许多方面,它们都被浪费了。日伪时期,*农业实验室在北平接管了华北农业实验室,并改名为*农业实验室北平农业实验室。实验区面积大,设施相对完善,实验室设备相对先进。然而,现有的专业水平是中等的,迫切需要充实。从金陵大学毕业后,庄认为,经过八年抗战,他多次变换工作地点,许多地方科研条件差,不能开展工作,更谈不上深入工作,取得一些成绩。北平农业试验场工作条件好,离小麦主产区比较近。当时,合适的科技人员短缺。庄盛桥是单身,没有家人可以养活。他可以相对*地在任何地方定居。有必要利用新旧工作交替的机会,在一个他能充分发挥自己能力和兴趣的地方工作。1946年10月,庄如愿以偿,到北京市村附近的白仙庵12号*农业实验所北平农业实验场报到。他没想到的是在这里呆了60多年。

集中精力繁殖,不要随波逐流。

小麦遗传育种是一项见效慢、科研投入大、成果难的研究。一般来说,育种最早需要8年时间,而在试验场进行测试需要3年时间。如果研究失败,超过10年将被浪费。即使研究成功,在实际应用和推广中也会有很大的变化。农业研究经常受到天气、地理位置和人力资源的限制。一个小麦品种在这个试验地被很好地栽培,但是当它在不同天气和土壤条件的其他地方栽培时,可能会有新的问题。因此,许多小麦研究人员一生都很难培育出新品种。

1946年10月,他在北平农业试验场负责小麦育种。考虑到北方的地理环境和气候,庄确定了抗旱、抗寒、耐瘠薄品种的选育方向。经过不懈的努力,他在短短两年时间内鉴定出“焰炟1885”、“北西3号”和“北西11号”三个新品种,准备在周边地区试种推广。这些品种保持了地方品种的抗逆性和适应性。成熟期与地方品种相似,但茎秆强度和产量有所提高。它们是解放后引进和鉴定的,在投入生产前由群众选择。没有人能想象到1950年4月有一场透雨,接着下了几场小雨,引发了前所未有的小麦条锈病流行,三个新品种都因为严重的疾病而崩溃。

1950年条锈病流行后,遗传育种专家徐才给了庄盛桥一批抗锈病品种。由于各种原因,它们没有被更有效地使用。1954年从*回来后,庄主要从事抗锈病育种工作。在困难的条件下,他选择了三个品种,即“华北187”。其中,“华北187”早熟、抗锈病、大穗大粒、外观品质好,但穗稍少。从当时的大规模生产水平来看,只能作为配套品种种植。后来,他还从“华北187”组中选出了“北京6号”,植株略矮,茎秆粗壮,可在中等肥力或以上的灌区推广。

"年复一年,小麦育种是一项乏味的工作."庄仍然这样认为,但他已经这样做了40多年。在小麦育种方面,庄始终以服务生产需要为导向。为了适应生产发展的需要,防止条锈病新品种的危害,庄在20世纪60年代中后期先后育成了“京8号”和“京10号”。“北京8号”是20世纪60年代末至70年代中期在华北平原种植的主要品种之一。其育种突破了亲本材料和品种的地域限制。尽管该品种在北方冬小麦区没有足够的越冬能力,但作为早熟、抗条锈病或农艺亲本是可取的。有了它,在北方冬麦区利用国外的“抗源”品种或晚熟、极晚熟的大穗品种作为亲本,提高我国小麦品种的抗锈病性和穗部性状就更加方便,从而扩大了遗传资源的利用范围。

发现新的优良抗性亲本

1965年,和育种家李·在罗匈访问期间带回59份材料,包括“艾薇儿”、“高加索”、“皮埃蒙特小麦”、“牛黄麻”、“爱铃10号”和“爱铃13号”。由于引种与“*”的开始相吻合,这些种质没有得到重视和利用。直到20世纪70年代初,农学家徐·和任·访问东欧时,才从罗马尼亚带回了1BL/1RS衍生系,该系得到了广泛应用,并取得了良好的效果。

几乎所有的小麦育种者都有一种职业成瘾。当他们遇到国外的防锈材料时,他们总是想用它们来试着和当地的优良品种搭配,看看效果如何。庄也不例外,因为过去20年的抗锈病育种经验告诉他,“外国和尚念经还是有好处的”,用外国抗锈病品种作为抗源往往可以达到预期的效果。作物研究所冬小麦育种研究室的庄和他的同事们从新引进的材料中迅速选出了几个较好的杂交组合,并与当地的优良品种“油芒红7号”和“油芒白4号”进行了试验。

20世纪70年代初,随着施肥水平和灌溉条件的不断提高,生产上需要具有更大的抗肥水、抗倒伏、抗锈病和增产潜力的新品种。庄开始考虑培育生产中需要的新的替代品种。1972年5月中旬小麦抽穗后,庄第一次在田间观察第一代杂交材料时,就被这些杂交组合的优异表现所吸引,因为它们生长茂盛、健壮、枝叶翠绿、干净、无病害。只是出发太晚了,大约10天后。从它们的外观和耳朵特征来看,它们是测试材料中最美丽的组合。当时,他意识到,如果该地区的高产品种在开花前几天与它们回交,那么它们将会有很多选择,这样它们的后代就会提前开花,并具有更好的产量特征。然而,回交的最佳时间是在第一代杂种中,当第二代杂种的性状分离时,回交不能进行。因此,我感到非常抱歉,我只能通过关注早期选择最好的和早期选择的后代来试试我的运气。

后来,庄查阅了几篇关于所谓“罗种”的研究文章,才知道它们是一些带有小黑麦基因的小麦/1R易位系品种。它们的共同特征是对三种锈病和白粉病有很强的抗性基因,并且紧密相连。它们也可能携带一些基因,有助于后期的高产和抗逆。它们是具有特异性的遗传资源,值得关注。1972年,他的研究组以“爱铃10号”为代表的1B/1R易位系“罗星”材料为抗病亲本,分别与抗寒性好、早熟、高产的“油芒红7号”和“油芒白4号”杂交。20世纪80年代初,以“康峰8号”、“康峰2号”为代表的康峰8号和康峰2号育成丰抗糯。高产、抗倒伏、抗条锈病、抗白粉病、抗黄化性能好的系列品种,在北方冬小麦地区广泛应用已有10多年,出现在20世纪80年代中后期。

不计名利,重视培养后代。

庄总是专注于自己的工作,不在乎名利。新中国成立后,华北农业科学研究所(即研究人员)的一般技能是每月800公斤小米,庄盛桥的一般技能是每月820公斤。他问领导为什么他比别人多。领导告诉他,当他从国外回来时,820公斤拥有博士学位。庄也达到了那种程度,因为在国外实习了一年后,虽然他没有学位,却受到了和有学位的人一样的待遇。庄觉得标准高,就把标准降低了800公斤,这说明他和有学位的人还是有一点区别的。后来,领导们也同意了。20世纪80年代,庄参与了育种专家赵双宁主持的“冬小麦育种专家系统”的开发,并做了大量工作。赵双宁在文章的申请、受理和发表过程中,将庄列为主持人。庄在文章修改时,把自己从第一作者的位置转移到了最后一个作者的位置。

20世纪80年代,庄明显感受到了人力资源的短缺,尤其是学术带头人的缺乏。1989年,中国农业大学的张淑珍教授推荐她的博士生何中虎到庄盛桥。他希望去国际玉米和小麦改良中心做博士后研究。在庄的推荐下,何中虎于1990年被中冶集团接受。1993年5月,留学归来的何中虎来到中国农业科学院作物研究所,在杜振华研究员的研究小组中从事小麦育种工作。1996年,庄利用老同志退休和国家“九五”计划启动之机,考虑到小麦品质改良的重要性,与时任副主任的辛志勇一起将原本分散在两个不同研究小组的品质工作合并,成立了以何中虎为首的小麦品质研究小组。1999年,为了进一步加强作物研究所的冬小麦育种工作,在辛志勇(时任所长)的支持下,他重组了冬小麦育种组和品质研究组,组建了小麦品质育种研究组,由何中虎负责。经过十几年的努力,课题组取得了快速发展,初步建立了以海外归国人员为主,集常规育种、粮食化学、植物病理学和分子生物学于一体,与国内外紧密合作的开放式小麦育种研究小组。

庄深刻认识到个人的智慧和精力是有限的,集体的智慧和力量是无限的。只有将个人努力融入集体目标,所有事业才能蓬勃发展。1995年获“贺李”奖后,他立即捐出10万港元奖金,资助冬小麦育种研究组。这一举措促使该研究所和该研究所的*设立了“庄基金”,以奖励在小麦育种相关领域做出重要贡献的年轻科研人员。在此基础上,中国农业科学院作物科学研究所在全国16个单位的支持下,于2005年设立了“庄盛桥小麦奖基金”,奖励在小麦育种领域做出突出贡献的个人,旨在弘扬庄盛桥献身科学、热爱农业、为农民服务的崇高精神。

追求真理,崇尚科学

庄盛桥工作努力,实践深刻。虽然他忙于工作和各种事务,但他仍然坚持实地工作。在小麦生产的每个关键时期,他总是起得很早,贪黑,想尽一切办法详细调查和了解育种材料的田间表现。1952年,他第一次接待了俄罗斯专家伊万诺夫。尽管当时他们的学术观点不同,但专家们强调科学研究应该与生产实践紧密联系。“在麦田里打滚,学会跟小麦说话”这句肺腑之言深深地刻在庄的心里,成为他今后科学实验的座右铭。这也是他走向成功的路标。

1972年5月,他一走出牛棚,他做的第一件事就是去地里看麦苗,就像他的宝贝一样。任何与庄共事过的人都会受到他无形的感染。有一年早春,在下班前,温室里的麦秸篱笆没有被麦秸覆盖。晚上10点,他突然听到了天气预报。那天晚上会有大风降温。他立即赶到离他在城里的家十多英里远的半井村。他叫工人们放下稻草栅栏,一起盖起来。他回家时已经是午夜了。还有一次,在下班前,为了配合各种研究小组在高峰时间轮流灌溉试验场,他决定晚上灌溉小麦。他自愿举着灯通宵工作。

每年他都要去田里看秧苗,这已成为庄的一种生活习惯。近年来,虽然他老了,但他仍坚持练习。每年在小麦的关键季节,他都会去试验田,关注已经出现的材料和预计将用于生产的新品种。当被问及庄是否想停止工作,享受晚年时,他说:“我还在工作。我至少要去一次田,尤其是从春天开始到小麦收获季节。这对我来说是一种特殊的享受,因为很难清楚地告诉别人。”2013年9月,庄98岁生日刚过不久,提交人去看望他,问他今年是否去过田。他笑着说,他去年答应今年不走,但最后他忍不住又走了,明年肯定不会走。他说话很严肃,眼睛闪着亮光,脸上露出快乐的表情。也许,在他的心里,永远会有一片金色的麦田。

2009年,庄为《20世纪中国著名科学家学术成就概述》一书阅读了何的《庄传》,并写下如下文字。

读《庄·盛桥传》的几点思考

■庄盛桥

抗战初期,我开始从事小麦改良研究。这项工作之所以能在生产中产生一些实际效益,是因为新中国成立后,党和*十分关心和重视农业这个国民经济的基础。简而言之,我一生只做了两件事:第一,我培育了十几个优良的小麦品种用于生产;二是编纂几部有关小麦或育种的专著,为国家的科技事业留下一些历史记录,仅此而已。就个人而言,这次收获纯属意外。首先,它靠近北方的主要小麦产区,可以在更广阔的世界里发展。第二,它在专业上“一刀切”,一直从事小麦育种而不“搬窝”,以促进经验和知识的积累。当然,科学技术的视野更窄。还有两件事让我感到遗憾:1950年前所未有的小麦条锈病流行发生在我到达北方后不久,导致几乎所有主要用于抗逆育种的品种和材料都被丢弃。二是发表的论文太少,只有40多篇,这与当时的历史条件有关。如果你仔细想一想,这也与育种的专业性有关,因为如果不经常接触小麦,很难培育出能在生产中生根的品种。此外,一个优秀的品种在生产中使用几年后必须升级,任务一个接一个,没有时间研究新问题。

作物育种是一门应用科学,需要相关学科的合作和参与,以便成功和高质量地完成所承担的任务。例如,要解决抗虫性、品质改良、品种生长发育等问题,就必须与植物病理学家或昆虫学家、谷物化学家、植物生理学家等密切合作。然而,我国科学实践的历史毕竟很短。习惯性的封闭式工作方法在许多领域仍然流行。我们大多数人不善于在同一个共同的机构中分工合作、联合作战,也不善于充分发挥多学科、多技能协作研究的优势。从我国现有小麦育种研究的基本情况来看,每个行政“区域”都有一个基层育种“中心”,为其所面临的生态区域服务。然而,该中心通常仅限于在当地进行育种试验,并不在以下几个有代表性的地点形成一个小型网络,以确定这些地点所选材料的综合性能。因此,它与省级区域试验联系在一起,实际上是在*位置的单一条件下的“封闭繁殖”。邻近行政区的基层繁育中心也在互相争斗,各有各的方式。它们之间很少或没有互动(如材料、信息交流等)。),这显然是低效的。在同一个生态区域,如果通过协商和协议,在杂交组合的早期世代进行穿梭育种,认为是最好的或更好的,那么双方或各方都可以生产出不同的适应性更广、综合性状更好的优良品种。这有利于提高育种材料的利用效率和育成品种的性状水平。至于其中涉及的知识产权归属和合作单位的绩效等问题,只要是出于公共利益,符合诚信原则,就可以实现双赢或多赢。

父母是繁殖成败的关键。有计划地构建一系列骨干亲本,尤其是产量骨干亲本,是最基本的基本技能。用“矮败”小麦作为受体工具接受外来优良花粉更为方便。如果可以添加分子标记,结果会更好。不同类型的候选骨干亲本将逐步繁殖,然后根据需要进行聚合和整合。通过这种方式,杂交组合可以很容易地组装,并且可以很有把握地选择适合生产的优良品种。骨干亲本的建设应与日常育种工作齐头并进。只要经过一段时间的积累,就可以通过持续改进和可持续发展,打好基础,迎接各方面的挑战。

应该承认,传统育种技术正在老化,急需升级。有必要吸收尽可能多的应用分子标记辅助选择技术,以不断提高育种的质量和效率。只要有科学的分工、真诚的合作和避免重复,这项任务可以在一两条生产线上完成。然而,应该指出的是,尽管我国人力资源丰富,“东方不亮,西方不亮”,但我国的科学研究和科学普及与发达国家相比还有许多差距。仍有许多任务需要完成、推动、超越和填补(填补空白)。此外,我们必须“抓住每一分钟”。因此,我们必须科学地、经济地、经济地分配和使用人力和物力资源。这方面的历史教训是生动的,不能忘记。对于已经实用化并需要完善或进一步探索的新技术,如转基因技术和分子设计育种,可以进行单独的研究课题,以便集中优*量争取早日突破。

最后,“如果一个工人想做好工作,他必须首先磨利他的工具”。现在国家科技投入的力度比以前大得多。我们应该抓住机遇,把育种实验田间作业机械化(特别是播种和收获)提上日程,提高育种实验研究的准确性和效率。

《中国科学新闻》(第六版,2013年12月6日)