張建
如果不說肖寧的職務,僅從在水稻試驗田工作時的穿著打扮來看,他與普通的莊稼人無異,播種、插秧、田間觀察、收割……經常起早貪黑。
5月下旬,他又在試驗田里播下新篩選的水稻種子,開始了新一年的忙碌。
肖寧是江蘇里下河地區農業科學研究所水稻研究室主任(以下簡稱研究所),身材魁梧,臉龐黝黑。每年,大多數時間他都“泡”在田間地頭和實驗室,圍繞水稻育種開展科研攻關。
十多年來,圍繞長江中下游地區水稻生產存在的稻瘟病頻發、廣譜穗瘟抗性種質資源稀缺等問題,雜交水稻親本種質資源匱乏這樣的“卡脖子”難題,肖寧埋頭苦干,先后育成高產抗病水稻新品種∕不育系12個,累計應用面積超千萬畝。
水稻良種是水稻產業的“芯片”。選出一顆好種子,為中國稻添“中國芯”,讓老百姓的糧倉里盛滿健康、優質的大米,始終是肖寧堅守的奮斗目標。
考驗體力,更考驗腦力
用詼諧一點的話說,肖寧做水稻育種工作應該屬于“半路出家”。
在淮海工學院(現為江蘇海洋大學)讀書期間,他學的是工科,跟水稻育種基本不沾邊。本科畢業,他打算回老家揚州,就報考了揚州大學遺傳學專業的碩士研究生。
讀研期間,學校里有一畝左右的試驗田,得自己去種,之后再做試驗、收集種子,完成專業所需,算是跟育種工作有了初步的交集。
但是,在學校里,肖寧并沒有接觸水稻的栽培、種植、生長等知識。
研究生畢業求職時,肖寧應聘了研究所的工作。研究所在領域內的名聲令他向往,“研究所育成的‘揚稻6號’是歷史上全國兩系雜交稻應用面積最大的恢復系,不論是水稻育種還是小麥育種,研究所在全國的名氣都很大。”
工作起步階段,肖寧首先得沖破專業限制,迎接一個又一個挑戰。
他得從頭學習水稻的育種、栽培、種植,還有傳統的遺傳育種、植物生理、水稻生理這些專業知識,他說:“剛開始不太適應,有一點難。”
不過,困難是可以克服的。
憑借讀研期間學習遺傳學打下的基礎,他一邊自學,一邊向研究所里的前輩請教,有時候還會去揚州大學聽課,慢慢積累工作所需的相關技能。
育種工作跟肖寧想象中的場景相去甚遠。
他說:“以前在電視上看到,育種工作者都是穿著白大褂在實驗室里做實驗,或者去試驗田里看一下,回來繼續研究,一直以為這份工作大部分是在室內完成的。”
等他真正搞育種的時候才發現,在室內工作的想法有點“奢侈”。大量的工作是在戶外、在田間地頭完成的,在田里待的時間很長,完全靠育種的基本功和觀察能力,分辨哪些品種好,哪些種子不好;為什么好,為什么不好,得用腦子記下來,或者記在本子上。
肖寧的工作常態就是在水稻試驗田里“轉悠”,“每天我們都要花費大量的時間在田里進行觀察、篩選,要一塊一塊、一株一株地看。”
戶外工作,烈日炙烤,蚊蟲纏身。
“轉悠”的目的,主要是看水稻品種的改良性狀。比如有些種子稻瘟病抗性差,或者產量低和品質差,育種工作者就要設計改良技術路線。
這就涉及育種工作的“頂層設計”。
育種,就是在現有種子的基礎上進行改良,讓它們變得產量更高、品質更優、抗病性更強等,但是育種工作周期長、難度大、失敗率高。
實現品種改良的技術路線設計要反復推敲,搞育種,思路要清晰,要想清楚為什么做品種改良,選育的目標是什么。之后才能著手開展實際的改良工作。通過改良之后,要花幾年的時間不間斷地觀察,每一個選定世代的性狀,是否達到了最初設定的目的。
一個新品種的選育,從育種工作者萌發想法、選擇相關材料、做實驗培育,到性狀符合預期、沒有任何性狀分離,路途才走過一半。之后,選出的種子還要再參加試驗,品種得通過權威部門的審定。想育成一個合格的、可以大面積推廣種植的品種,差不多得9~10年才行。
“育種,考驗育種工作者的體力,更考驗腦力,兩者得結合起來,離開哪個都不行。”肖寧說。
種千頃稻,只求一棵苗
關于水稻品種的優劣,種質資源是最重要的。有好的種質資源,才能選育出優良的品種。
肖寧把育種的過程比喻為“種千頃稻,只求一棵苗”,千辛萬苦,只為把最好的那棵苗挑選出來。
“揚稻6號”就是研究所育成的兩系雜交秈稻恢復系,是響當當的金字招牌,種植范圍覆蓋長江中下游地區,如湖北、安徽、湖南、河南部分地區。
長江中下游地區雜交秈稻生產面臨的難題是稻瘟病頻發和廣譜穗瘟抗性種質資源(指抗病性比較好的品種)稀缺。
稻瘟病被稱為水稻的“癌癥”,國內、國際水稻產區均有發生,根據危害部位不同,可形成苗瘟、葉瘟、節瘟、穗頸瘟和谷粒瘟等病害。其中,穗瘟一旦發生,會直接影響水稻產量。歷史上,因穗瘟嚴重發生導致大面積減產甚至絕收的情況時有發生。
另外,如果水稻品種稻瘟病抗性弱,在生產上,要大量使用農藥,農藥用多了,可能會導致稻谷的農藥殘留過高,危害食品安全。
國內、國際有很多關于廣譜稻瘟病抗性的研究成果,稻瘟病的抗性基因也很多,但是沒有進行過系統的穗瘟抗性育種價值評價。在經單背景抗性評價和穗瘟抗譜分析后,肖寧和團隊發現,那些研究成果中,僅有1~2個基因具有廣譜穗瘟抗性。
在此基礎上,肖寧和團隊對抗病性進行針對性的改良,創造一些抗病的核心種質。利用創造出來的核心種質,再選育一些廣譜稻瘟病抗性品種。
針對江蘇優良食味粳稻稻瘟病抗性偏弱的問題,研究所重點選育了一個粳稻品種“金香玉1號”。
為確保新品種的安全、可靠,肖寧會連續幾年將新品種放在自然病譜區間內,不打農藥、不防治,讓新品種自然生長、自然患病,以檢驗其抗病性。
選育的抗病新品種,一方面要保證糧食穩產、增產;另一方面,農戶種植時,可以減少農藥的使用,節約成本,利于大面積推廣。
但是,“金香玉1號”是面向江蘇種植的常規粳稻品種,跟面向長江中下游地區的雜交秈稻品種是不一樣的。
雜交秈稻生產還面臨“卡脖子”難題——親本種質資源匱乏。
雖然“揚稻6號”名聲在外,但它是全國兩系雜交秈稻恢復系,是父本,形象地說就是“爸爸”。雜交稻是“爸爸”“媽媽”結合之后“生”的小孩,想“生”小孩,還需要不育系種質資源作為母本,即“媽媽”,但是,能配組的“媽媽”很少。
為攻克這個難題,肖寧提出一個探索性的想法——能否利用“揚稻6號”培育出新型不育系?
在前輩育種專家指導下,肖寧利用“揚稻6號”、抗病核心種質資源為親本,經過不懈努力,成功育成“揚秈9A”“緣88S”等系列抗稻瘟病優質不育系。
此舉為雜交秈稻配組提供了更多可能。有了新型母本,就可以配組國內外不同類型的父本,如廣東、華南的恢復系種質資源,菲律賓、印度等國的恢復系種質資源。肖寧介紹:“這種配組模式在之前長江中下游地區的雜交稻品種中是很少的。”
選育“揚秈9A”時,肖寧還將優異的耐熱基因導入其中。“揚秈9A”不僅實現了種質資源的突破,配組模式更寬,在抗稻瘟病和耐高溫方面也有進一步的提升。利用“揚秈9A”,他又培育出了高產抗病廣適性雜交秈稻品種“揚秈優919”,該品種入選2020年度中國農業農村部十大新產品。
十多年來,肖寧先后育成高產抗病水稻新品種∕不育系12個,“揚秈9A”“緣兩優968”被國內種業巨頭隆平高科、金色農華等獨家經營,實現了高質量成果的高價值轉讓。
2021年,肖寧研發的成果文章《平衡抗病高產優質的分子設計育種策略》發表在國際基因組學著名期刊《Genome Biology》上,被《Nature》子刊高度評價為“填補基因組學與育種應用的空白”。
播種希望,收獲希望
海南一粒粟,牽系中國糧。
每年冬季,來自全國20多個省份、數百家科研單位和種子企業的數千名科技人員如候鳥一般來到海南島的南繁基地,利用這里的優越條件和豐富的熱帶種質資源,開展作物種子繁育、制種、加代、鑒定等科研活動。
肖寧也不例外。參加工作的第一年,他就被派到南繁基地,一待就是半年。到今年,他已經參加了十三次“南繁”工作。
研究所在三亞市海棠區椰林村的南繁基地有近50畝試驗田,為提高工作效率,肖寧經常天剛亮就出門,天黑才回家;白天“泡”在田間,晚上寫材料。
除了育種,肖寧另一項重要的工作是和同行交流,通過交流了解同行的工作進度。同時,根據交流得來的信息,再結合手頭的工作,及時調整相關計劃或進度。同行已經做的,他要做得更快;同行沒做的、又是工作需要的,一定要花大力氣盡早攻克。
肖寧說,育種不能閉門造車。育種是面向生產的,實用性非常強,選育的種子如果沒有應用價值,花那么長時間培育的成果根本就無法實現轉化。
種子本身還具備商業屬性,育種工作者得有商業思維。選育出新品種后,得跟種子企業合作推廣。有的新品種在推廣過程中會遇到各種各樣的問題,這些問題需要協作解決,如果不解決,新品種很可能推不出去。“揚兩優6號”在推廣初期也遇到很多問題,經過和種業公司不斷磨合,最后,這個品種居然成就了一家種業公司,在業界傳為美談。
風吹日曬,早出晚歸,育種工作雖然辛苦,但在肖寧看來,每一年、每一季,播種的都是希望,最后收獲的也是希望,帶著希望去做育種工作,未來生機無限。
“希望”這個抽象的字眼已經超越一切,源源不斷地為肖寧提供奮進的動力。
作為育種骨干,肖寧已經開始培養有志于育種工作的“新鮮血液”。
他要培養新人發現問題、解決問題的能力,看看他們是否對生產一線有所了解,督促他們到生產一線去,了解生產一線需要解決什么問題。
生產一線可以鍛煉他們敏銳的觀察力,掌握關于水稻生產重要的動態信息。而觀察的結果,可能就蘊含以后的科研方向。
另外一個方面就是圍繞重大發現和生產需求,考察新人能不能提出完善的解決方案。
肖寧反復強調,做育種工作,最大的難題是清晰的目標定位。做品種改良、設計技術路線時,育種工作者的想法、初衷是不是來自生產一線存在的重大問題,或者是限制品種推廣的“卡脖子”難題,這個很重要。針對這些問題,再去找對應的種質資源,通過先進育種技術的應用,加快品種選育速度。
還有關于毅力的考驗。無論是種質創新還是品種選育,周期都很長,作為科研人員,能否坐得住冷板凳,是否有持之以恒的精神很關鍵。
他說:“‘兩彈一星’和‘載人航天’就是生動的例子,其背后是自立自強、艱苦奮斗的精神寫照。無數科研工作者默默奉獻、甘當人梯,才能實現重大戰略工程從無到有、由弱到強的突破,農業其實也是這樣。”
肖寧為后來的育種“新兵”們提供了成長的模板:把目標定好,之后圍繞目標艱苦奮斗,不怕失敗,一步一個腳印奮力前行。
對話
《風流一代》:還記得第一次去南繁基地的情景嗎?
肖寧:記得很清楚。那是我第一次離開家過春節,在海南的南繁基地待了整整半年。到了最后的一兩個月,每天都是掰著手指頭數日子,真的是太想家了。雖然和在揚州的工作流程、工作內容差不多,但由于時間緊、人手少,有時候一個人要做兩個人的工作,在南繁基地比在揚州更辛苦。
《風流一代》:你是否還要到一線去指導農戶的生產?
肖寧:會去一線。我是揚州邗江區、廣陵區首批“三農科技指導員”,要通過實地了解農業生產經營情況,免費為農民提供技術培訓,推薦種田大戶通過種植抗病品種減少農藥使用、少施底肥等系列措施,在保障產量的前提下,節約成本投入,實現水稻綠色生產。
《風流一代》:育種工作會不會受到新冠肺炎疫情影響?如何統籌疫情防控和育種工作?
肖寧:會受影響。2021年夏天,揚州受到新冠肺炎疫情侵襲,科研工作受到嚴重影響。在這種情況下,我一方面組織落實好疫情防控工作,嚴防管理漏洞,妥善安排好被隔離的科研基地人員的生活和工作;另一方面持續抓細抓實工作計劃,圍繞重點科研目標,協調試驗、人員安排,加班加點確保國家、省級重點科研項目的進度,完成各級科研項目申報,盡可能減少了疫情對科研工作帶來的沖擊。