禾下乘凉梦

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  一个传奇人物离开了我们。
  2021年5月22日,杂交水稻之父、中国工程院院士袁隆平离世,享年91岁。对于国人来说,袁隆平不是一个陌生的名字,而是真真切切地改变了每个人的生活。
  很多学者坚持认为中国是水稻的起源地,依据是包括河姆渡在内的多处遗址发掘出了七千到一万年前的稻谷堆积层。2018年,国际顶级期刊《NATURE》刊登了中国学者领衔完成的一项研究成果:他们对亚洲3010份水稻品种进行基因测序,代表了全球水稻种质资源约95%的遗传多样性。其研究结论是:籼稻和粳稻(水稻的两大亚种)在东亚(中国)、南亚和东南亚等地域是各自独立的多元起源。
  人可以想象这样一幅场景:在远古年代,水稻的祖先只是河边像狗尾巴草一样的植物,在大约一万多年,生活在东亚到南亚的人类先后发现、种植并驯化了它。饥饿的先民从这种野生谷物里汲取到富含能量的糖类物质,不但为他们提供了奔跑的力量,也逐渐把对糖的渴望刻入DNA中。从野草中扒拉出能吃的东西并不容易。水稻不像小麦,它走得并不远,总止步于高山、寒冬和干旱。只有在水热适宜的地带,水稻才能发挥出野草般强悍的生命力—幼苗抽芽只需要两三天,然后迅速成长、开花、结穗,在热带雨林气候区甚至能做到一年三熟。
  但同时,水稻又是一种需要精心照顾的脆弱作物,光、热、水、肥缺一不可,易患病、易遭病虫害更是让农民操碎了心。浙江省文物考古研究所曾经对一万多年前的“上山文化遗址”进行过研究,根据出土的生产工具和稻田遗迹,估算出当时的每亩稻田一年可收获55公斤稻谷。到了春秋时代,“终岁耕百亩,百亩之收不过二十锺”,也就是说,即使经历了数千年的培育,水稻平均亩产仍然停留在50多公斤的水平,这是为什么呢?
  水稻天生是一种自花授粉的作物。一株水稻会同时产生雄配子和雌配子,它的花小到需要放大镜才能勉强观察的程度,一有风吹草动就会在同一朵花或同一花穗内完成授粉、产生种子,很难与其他品种的稻类杂交,因此难以筛选出更高产更优良的品种来。另一方面,水稻的基因库相当之庞大,目前可知水稻已超14万种,让具有优良性状又能互补的水稻品种通过杂交提升产量,一直是农业科研领域的重要主题。
  1960年,美国福特和洛克菲勒基金会在菲律宾创建“国际水稻研究所”(IRRI),并在1966年推出了“奇迹水稻”IR8。IR8的“双亲”分别是高大、高产的印尼种(PETA)和矮小、坚强的中国种(DGWG),据估算每亩最高产量可达666公斤。主要研究人员HenryBeachell(美国)及GurdevKhush(印度)还因此获得了1996年的世界粮食奖。但要明确的是,IR8并不是杂交稻,而是一种通过杂交育种得来的常规稻。它经过多代选育,种子已具有稳定的遗传性状,可供农民留种再种,不需要每季制种,因此可将其视为常规稻。
  真正的杂交水稻,仅指由两个遗传背景相同的不育系和恢复系杂交后形成的第一代杂交种。由于具有高度的杂合性,它的后代会出现性状分离,因此需年年制种。袁隆平研究出的“超级杂交稻”和“第三代杂交稻”就是这种类型。它需要特定的不育系、恢复系以及保持系来配套产生。换句话说,每个杂交水稻品种都是對三个特定配合的水稻亲本株系的统称。而不同的组合,会产生不同的杂交水稻,因此也能够不断挑战、刷新亩产纪录。
  2020年11月2日,在湖南省衡阳市衡南县清竹村,袁隆平领衔的杂交水稻双季测产达到了亩产1530.76公斤。其中早稻619.06公斤、第三代杂交水稻晚稻品种“叁优一号”911.7公斤。
  作为仅次于玉米的世界第二大粮食作物,水稻产量直接关系到地球近一半人口的温饱。中国培育的杂交水稻,除在国内发展迅速外,在国外已有越南、印度尼西亚、菲律宾和美国在大面积生产上应用,并取得了显著的增产效果。从长江中下游平原和丘陵,到喜马拉雅南坡和恒河流域,以及东南亚肥沃的大河三角洲,连绵的水田构成了最习以为常的风景。
  一株水稻能产生几个稻穗,一个稻穗产生多少稻粒,以及一颗稻粒有多重,这三者的乘积决定了水稻的产量。据说袁隆平曾经梦见他种的水稻,长得跟高粱一样高,穗子像扫把那么长,颗粒像花生米那么大,人可以坐在稻穗下面乘凉……
  相信在未来,有多少个夏天,就有多少稻花飘香。这个“禾下乘凉梦”终有一天会实现。
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