油菜田里的多彩人生記中國雜交油菜之父傅廷棟

文|本刊編輯部

油菜田里的多彩人生記中國雜交油菜之父傅廷棟

文|本刊編輯部

“油菜吐芳華，千里盡金黃”，眼下又到了一年一度油菜籽收獲的季節，此時，如果你坐火車南下，定會發現長江流域油菜田里人們忙碌的身影。油菜是我國最主要的油料作物。目前，我國油菜總面積70%是雜交油菜。談起雜交油菜，就不得不提我國油菜遺傳育種學家，中國工程院院士傅廷棟，他是中國油菜雜種優勢利用研究的開拓者之一，在國內首次育成甘藍型油菜自交不親和系及其雜種；在國際上首先發現波里馬油菜細胞質雄性不育，并被廣泛應用于育種實踐；育成華雜2號、3號、4 號等優質高產雜交油菜在生產上推廣，為中國油菜生產作出了重要貢獻。

情定農學

傅廷棟生于廣東省郁南縣的一個小山村，自幼生活孤苦，中學畢業后報考了家鄉一所不收學費的農校（現為肇慶農校），1954年傅廷棟從農校農藝科畢業，分配到廣東省中山縣農業局橫欄區農業技術推廣站工作。他在老同志的帶領下，到互助組、合作社駐點，與農民同吃、同住、同勞動。由于他才16歲，農民們都親切地管他叫“同志仔”。在中山縣的基層工作中，傅廷棟受到了實踐鍛煉，深切體會到農業需要技術、農民需要他們，從而更堅定了他為農業干一輩子的決心。同時，他又深感農業是一門非常復雜的綜合性科學，自己所學的粗淺知識遠遠不夠用。1956年傅廷棟考取了華中農學院（現名華中農業大學）農學系。

回憶起自己的青春歲月，傅廷棟院士說：“作為學生，一要有明確的學習目的，二要有計劃地充分利用時間，三要理論聯系實際地學習，上學期間，我會經常到田間去觀察，體驗事物的發生發展和來龍去脈，這比單純背書本的效果要好得多。”

1962年，傅廷棟考取了著名油菜遺傳育種學家劉后利教授的研究生，成為新中國第一位油菜遺傳育種方向的研究生。在導師的精心指導下，系統進行了不同生育期甘藍型油菜品種形態及生理特性的研究。1965年，他完成研究生學業后留校任教。

傅廷棟在試驗田里檢查耐旱品種篩選。

相伴油菜花

“自交不親和是植物在長期進化過程中形成的，是避免自花授粉、促進異花授粉、保證物種生存和繁衍的生殖特性，其具體表現為本株的雄性配子不能與雌性配子受精結合產生合子，以使物種內最大限度地異交和重組。應用自交不親和系配制雜種是油菜雜種優勢利用的重要途徑。”傅廷棟說，當時，瑞典人Olsson首先在甘藍型油菜中發現自交不親和現象，并從自交后代中分離出自交不親和單株，經連續自交得到穩定的自交不親和系。但他所發現的自交不親和系屬顯性基因控制，雜種第一代表現自交不親和，因此對收獲種子的油菜來說是無法應用的。

傅廷棟在中國最先開展甘藍型油菜自交不親和系的研究。1973年春他用甘藍型油菜與白菜型油菜種間雜種為材料，共套袋自交300株，得到27株自交結實率很低的植株；同年在青海夏繁，這些植株剝蕾授粉自交的后代產生分離，但大部分仍保持自交不親和。連續進行3～5代的自交分離和定向選擇后，1975年他在國內首次育成甘藍型油菜211、271等自交不親和系，由它們配制的雜種第一代增產10%～20%。這一成果1978 年獲全國科學大會獎。后來傅廷棟又從勝利油菜的輻射后代中篩選育成了自交不親和系219。

為了克服繁殖自交不親和系需要人工剝蕾的困難，幾十年來，各國學者積極探索新的方法以取代蕾期授粉。1981年傅廷棟及其研究組首次育成甘藍型油菜自交不親和系的保持系和恢復系，實現了“三系”化制種，并提出了繁殖制種的原理和方法。傅廷棟等在前人工作的基礎上，還深入研究了用鹽水克服自交不親和性的適宜濃度、方法及其機理，為繁殖自交不親和系提供了新的途徑。當時，世界各國的科研工作者都在探索油菜雜種優勢利用的途徑，這些研究結果引起國內外同行的重視。貴州省油料作物研究所利用271作母本配制成自交不親和系雜種油研3號，1991年通過貴州省農作物品種審定；1993年華中農業大學與瑞典Svalof AB公司簽訂了轉讓271自交不親和基因的合同；1994 年美國學者開始以271作為甘藍型油菜自交不親和系的典型代表進行分子遺傳學研究。

發現波里馬油菜細胞質雄性不育

20世紀50、60年代，我國油菜平均每公頃產菜籽500～525公斤，不到發達國家平均產量的1/3。當時，世界各國的科研工作者都在探索油菜雜種優勢利用的途徑，雖然發現了幾種不同的細胞質不育類型，但或是不育性難以穩定，或是缺少可利用的恢復系，無法直接應用于生產。要實現三系配套，必須尋找新的不育系。

傅院士在實驗室為學生授課。

1972年3月20日，傅廷棟在武漢南郊華中農學院油菜試驗田原始材料圃的甘藍型品種波里馬中，首次發現19個天然雄性不育株。以后育成了穩定的胞質雄性不育系，被國際上稱為波里馬胞質不育型（pol cms），它的不育性穩定，又能找到保持系和恢復系，且無不良胞質效應等特點，因此很快被國內外油菜育種界所利用。

1973年7月，傅廷棟在武漢全國油菜科技協作會議上介紹了發現波里馬油菜細胞質雄性不育型等情況。會后，他與劉后利教授一起把波里馬不育株自由授粉的種子贈送給全國近10個省的同行。1976年湖南省農業科學院利用這一材料首次實現“三系”配套。1981年中國有關專家把pol cms贈送給澳大利亞同行。至此pol cms逐步傳播到世界各油菜生產國。

1987年傅廷棟應邀在波蘭召開的第七屆國際油菜大會上作了《pol cms的發現與研究》的報告，此后各國紛紛把pol cms應用于油菜育種實踐。據所查到的品種目錄，到1994年底，國內外育成的油菜“三系”雜種中，有大約80%的雜交種是用pol cms育成的。此外，pol cms還被國內外學者轉育成青花菜不育系、小白菜不育系、紅菜薹不育系、大白菜不育系、菜心不育系等。大家公認pol cms“表現最優，是第一個有實用價值的油菜雄性不育類型”。它的發現對世界油菜乃至十字花科蔬菜作物雜種優勢利用作出了重要貢獻。

在育種的同時，傅廷棟及其研究組對pol cms的遺傳、分類、細胞質效應、形態解剖、恢復基因分布及雜種優勢進行了系統的基礎研究。他主持的“波里馬油菜雄性不育的發現與研究”1991 年獲國家教委科技進步一等獎。

1991年7月，4年一度的全世界油菜科學家盛會——第八屆國際油菜大會在加拿大Saskatoon召開，近50個國家、地區的680多位代表出席。7月10日晚上，國際油菜研究咨詢委員會專門為傅廷棟個人舉行隆重的頒獎儀式，授予他世界油菜科學界最高榮譽——“杰出科學家”獎章和證書，以表彰他“在發現波里馬雄性不育及發展國際雜交油菜方面作出的卓越貢獻”。德國Robbelen教授代表GCIRC致詞說：“中國傅廷棟教授是繼加拿大Stefansson教授1987年第一次獲獎后，世界上第二位獲此殊榮的油菜科學家。他發現和建立了世界上第一個有實用價值的油菜雄性不育系統，為直接利用油菜雜種優勢鋪平了道路……歐洲人毫無保留地將這歸功于中國人。”

選育優質、高產雜交油菜品種

選育優質的“雙低”（低芥酸、低硫苷）雜交種是國內外油菜育種的重點。80年代中后期，歐洲各國和加拿大、澳大利亞等都普及了“雙低”品種。1980年前后，中國也相繼開展了油菜品質育種。食用油油菜品質改良的重點是降低脂肪酸中芥酸的含量，提高具有重要營養價值的油酸、亞油酸的含量；菜籽餅粕品質改良的重點是降低有害物質硫代葡萄糖苷的含量，使過去只能用作肥料的高硫苷菜籽餅改造成能作優質飼料的低硫苷菜籽餅。但人們很快發現品質和產量存在顯著的矛盾。1982年傅廷棟從聯邦德國回來后向農業部建議，把中國油菜雜種優勢育種的長處與國外油菜品質育種的優點相結合，開展優質雜交種油菜的選育。他自己和研究組一道也一直圍繞培育優質高產雜交油菜這個目標進行著艱苦的探索。

傅廷棟先后參與了“六五”至“九五”國家油菜育種攻關的論證和組織工作，是全國油菜雜種優勢利用研究專題的主要負責人、國家“攀登計劃”中糧棉油雄性不育雜種優勢基礎研究項目專家委員會委員和油菜雄性不育雜種優勢基礎研究課題主持人。他帶領研究組于1985年利用波里馬雄性不育實現了低芥酸三系配套，育成了油菜雜交種華雜2號，1992年通過湖北省農作物品種審定，成為中國第一個通過審定的低芥酸雄性不育三系雜交油菜品種。試驗表明，華雜2號的芥酸含量只有0.15%～1.6%，而單產卻比目前中國推廣面積最大的中油821（芥酸含量高達48%）還高5%左右。因此它迅速得到推廣，僅湖北省1993～1995年3年就累計種植460萬畝。此項成果獲1995年湖北省科技進步一等獎。

1994年傅廷棟在優質與高產的結合上又有新突破，主持育成了中國第一個通過審定的“雙低”冬播油菜雄性不育三系雜種華雜3號。試驗表明，華雜3號的芥酸含量為0.15%～1.32%、硫苷含量為23.1～31.07微摩爾/克，但比“中油821”（芥酸含量為48%、硫苷含量為123.5微摩爾/克）增產7%～12%，比同一區域試驗中產量最高的“雙低”常規品系950增產15%。1996年華雜3號是國家科委、農業部頒發10個重大農作物新品種“后補助”經費中唯一的油菜品種，并獲國家級新產品證書。接著，他主持育成了“雙低”雜交油菜華雜4號，產量和品質又比華雜3號有所提高，并于1998年通過湖北省農作物品種審定。

華雜2號、華雜3號、華雜4號三個優質高產雜交油菜品種到1998年累計在湖北、湖南、河南、安徽等省推廣超過2300 萬畝。傅廷棟主持的“油菜波里馬雄性不育系及其優質雜種的研究、選育與利用”獲1996年國家科技進步一等獎；他主持的“油菜波里馬細胞質雄性不育雜交種華雜3號等品種的選育與利用”獲1996年首屆“億利達科學技術獎”。

執著追求 奉獻一生

每年三月油菜花盛開的季節，正是油菜育種工作者最忙碌的時候，這個時節，在武漢市南郊野芷湖畔的華中農大油菜試驗地里，人們總能看到傅廷棟的身影。一頂草帽、一雙膠鞋、一幅挎包、一個水壺、一件工作服陪伴著這位個子不高，看上去極普通、極平凡的油菜專家度過了多少美好的春光。數不清有多少次，在油菜地里傅廷棟風里來，雨里去，頂烈日，一株一株地細心觀察著，認真比較著，有時又進行套袋、雜交，往往一站就是一整天。工作時他聚精會神，尚不覺得，晚上一回到家，渾身就像散了架似的。可第二天，他又照樣忙碌在田間。年復一年，從2月至4月這段時間他總是天天“泡”在油菜地里。他與課題組同志每年要在油菜花序上套1萬多個紙袋和標牌，做幾百個雜交組合，到收獲季節還要仔細分裝入萬余個小袋子。

在南方，油菜是秋播夏收作物。為了早出成果，傅廷棟和同事們利用溫室條件促使油菜早春開花，他們往往是在溫室內剛做完雜交，又忙于做田間雜交。到5月中旬收割完后，還來不及把油菜脫粒、曬干，就又馬不停蹄地背著油菜角果，趕往青海、云南等地，利用那里的高原氣候再搞一季夏播秋收。在奔赴青海、云南途中，有時因購不上火車臥鋪票而不得不擠在車廂內站著、蹲著。不少人盯著他們攜帶的大大小小角果袋，常常問是跑什么買賣的。從70～90年代中期的20多年時間里，傅廷棟的大部分暑假是在云南或青海育種試驗地里度過的。青海高原的7～8月間，天氣時常多變，有好幾次，正當傅廷棟等人在試驗田里工作的時候，突然下起了冰雹。由于野外沒處躲，他們只好鉆進麥草堆，躲過冰雹的襲擊后，再搬走大冰塊，扶起一棵棵油菜苗。

我國油菜從20世紀50～70年代每公頃單產450～600公斤，到目前單產超過1800公斤，品種改良起了決定性作用。 說起油菜品種的變革，傅廷棟自豪地說道，她親歷了我國油菜品種的三次重大變革。一是50～60年代，將低產、抗病性差的白菜型油菜品種改革為高產、抗病性強的甘藍型油菜品種；二是非優質的雙高品種改良為優質的雙低（低芥酸——改良油菜油品質、低硫苷——改良菜餅的飼料品質）品種；三是雙低與雜種優勢利用相結合，育成和推廣雙低雜交種。如今，傅廷棟又確定了新目標——培育適合機械收割的油菜新品種，采用分子技術與常規技術相結合的方法，選育適合機械化生產、低耗（省水、肥、工、藥）、高效的油菜新品種。

油菜大會期間，傅廷棟院士與國內外專家交流。