趙久然：矢志玉米育種，持續創新提升“種子芯片”

華南

“種子是農業的芯片，農業現代化，種子是基礎，一粒小小的種子關系國家糧食安全，要打好種業翻身仗，開展種源‘卡脖子技術攻關。生物育種產業化，將為玉米種業發展注入新動力。”

新年伊始，海南三亞第三屆國際種業科學家大會舉行。北京市農林科學院玉米所首席科學家、重點實驗室主任，國家重點研發計劃“主要農作物種子分子指紋檢測技術研究與應用”項目首席專家趙久然在《我國玉米種業動態及發展趨勢》的演講中如是說。

從事玉米育種超過30年，趙久然每一年都追著季節從北到南，只為培育一粒好種子，提升種質品質。他帶領團隊先后選育出“京科968”“京農科728”“京科糯2000”等優質玉米新品種數百個，通過國家審定，并得到大面積推廣。

趙久然的辦公室，有著濃厚的玉米氛圍。一進門的桌上就堆滿玉米棒子，都是他培育的玉米良種結出果穗樣品。在外人眼中，這些玉米都長得差不多，但在趙久然看來，它們每一根都不一樣，有各自的“性格脾氣”，有自己的適宜區域。他時常仔細端詳它們，每天研究它們，越來越癡迷，“甚至已成為生命的一部分。”

培育優質玉米種子，把“糧袋子”緊抓在手

玉米是重要的糧食作物，關系國計民生。根據國家統計局公布數據，2023年全年糧食產量達到13908.2億斤，再創新高。其中，玉米播種面積、單產和產量均比去年有所增長，產量達5776.8億斤，比上年增長4.2%，增糧貢獻突出。在這樣的“玉米豐收年”里，趙久然說，玉米良種對增產的貢獻率已達到40%以上。

認識到“種子的力量”，是在20世紀80年代末。那時，趙久然畢業工作后，正在京郊延慶縣下鄉蹲點搞科研。在實踐中，他發現農民對優良品種的優質種子非常渴求，“有了良種，不需要增加很多投入，不需要改變種植方式，就能顯著提高產量和品質。”經過良久思考，趙久然決定：研究培育玉米良種去！

1993年，趙久然開始了玉米育種生涯。

雖然主角都是玉米，但種植和育種使的是兩股勁兒。趙久然跟育種老師學，跟書本學，還“跟種子學”。從此之后，每到種玉米的地方，他都要去看看。外出考察時，他看到廣場上有人用玉米喂鴿子，也要過去抓一把帶回來作為材料研究一下。

四年后，北京市農林科學院玉米研究中心成立，趙久然任主任。創業之初幾乎一無所有，趙久然笑著說：“只有4名技術人員、3名后勤人員、2畝試驗田、8萬元啟動資金和幾間臨時辦公用房。要借錢買設備，租地作為育種基地。”面對種種困難，他沒有退縮，反而主動提出不要事業經費，靠科技成果轉化實現自我造血。

選育一個玉米良種，如果沒有好的方法，就像在一間黑屋子里摸索。即便萬事俱備，各個環節、步驟都順利，也平均需要10年才能完成。從事育種的人很多，真正能育出在生產上大面積推廣的品種鳳毛麟角。“品種是指經過人工選擇和培育，具有一定經濟價值和共同遺傳特點的一群生物體。穩定性、一致性和特異性，是某一作物群體成為品種的基本要求。育種要經過多種環境的考驗，例如一個品種要推廣種植100萬畝的話，這100萬畝就有好地、薄地，旱地、坡地、鹽堿地等等，還要經受風災、高溫、低溫、蟲害、病害等多種不利環境。在各種大面積生產實踐檢驗和各種逆境考驗后，都表現足夠好，都能比其他品種有顯著抗逆性和增產能力，才能得到認可，用于更大規模的產業化推廣應用。”為了充分驗證種子在各種環境下的“表現”，趙久然每年都帶著團隊冬天奔海南，夏天去東北，春秋則在北京、河南、甘肅等地來回切換，一年四季隨著氣候變化奔波于全國各地。

2000年，玉米中心選育的“京科2號”“京早13號”兩個品種通過審定，開始在京郊大面積示范推廣，玉米中心第一次實現自我造血。“回過頭看，還好都挺過來了。”趙久然笑笑說。他并不在意條件艱苦、困難重重，只專注于良種的培育、夢想的達成。

歷十年之功，培育中國的玉米良種

進入新世紀，作為全球第二大玉米生產國和種業市場，越來越多的國際種業巨頭開始進入中國，他們憑借上百年的研究積累和先發優勢，迅速占據領先地位。雖然玉米中心達到了每年審定五個以上玉米新品種的育種速度，但遠遠不夠。“國內很多單位和育種人員開始跟隨和模仿國外品種。”趙久然認為，模仿只能跟在別人后面走，“我們必須擺脫對‘洋種子的依賴，要有我們自己育種的雜優模式，選出更好的品種。”

趙久然帶領團隊啟動種質資源鑒選。他發現，相較我國之前的品種，國外品種在產量、品質等方面確有明顯優勢，但在抗倒伏、耐高溫、抗斑病等抗逆抗病方面還有明顯不足。他也意識到，未來種植業勢必對抗病蟲節藥、耐干旱節水、耐瘠薄節肥等有更高需求。于是，他將國內外種質兩方面優勢相結合，“即利用國外種質的‘高產優質方面的優勢，再結合國內‘黃改系玉米種質在‘多抗廣適方面的優勢，形成新的雜交模式。要想趕超，實現并跑甚至領跑，必須另辟蹊徑。”

“當時我們沒有固定的育種基地，就臨時租了一塊地，沒黑沒白地搞科研。”趙久然說，他當時唯一的想法就是“糧袋子”要抓在自己手里。

2011年11月，“京科968”雜交種通過國家審定。這個具有高產、優質、多抗、廣適、易制種等優良特性的玉米品種，很多農戶種植后，畝產能達到1000公斤以上。現在，從趙久然手中“誕生”的“京科968”，已成為全國春播玉米中種植面積最大的品種之一。“‘京科968的親本都是自主創制的新自交系，目前已累計推廣超1.5億畝，增產糧食100多億公斤。”

2021年11月，趙久然主持的“高產優質、多抗廣適玉米品種“京科968”的培育與應用”項目，獲得2020年度國家科學技術進步獎。

時間以十年為單位，丈量著趙久然作為育種人的恒心與堅守。他卻認為這些并不值得在意，“育種就是這樣，要耐得住寂寞、枯燥，不怕失敗，直到做出實實在在能滿足生產和農民需要的優質科研成果。”

為了提高育種效率，從2005年起，趙久然在本單位逐步建立了工程化育種體系，開展流水線式的規模化育種。近些年來，趙久然團隊培育出200多個優良玉米新品種，累計推廣面積已超過4億畝。這些玉米品種不僅種植面積廣，而且都受到農民歡迎。“京科糯2000”成為我國種植范圍最廣、累計種植面積最大的鮮食玉米品種，被譽為鮮食糯玉米“里程碑”品種，而且已經走出國門；早熟多抗宜粒收玉米新品種“京農科728”，突破了黃淮海夏玉米機收籽粒品種技術瓶頸，率先通過機收籽粒玉米品種的國家審定；高葉酸甜加糯優質鮮食玉米新品種“農科糯336”，被廣大消費者贊譽為“最好吃的玉米”……趙久然帶領的北京市農林科學院玉米種質創新及新品種選育團隊，連續多年在全國審定的品種數量和應用的品種數量都是最多的，居同行業首位。

從無到有，打造全球數量最大的玉米標準DNA指紋庫

跟玉米打交道久了，趙久然和很多種玉米的農民成了朋友。每到春播時，都有農民朋友對他說，真怕買到假種子。趙久然坦陳，由于玉米品種繁多，每年都會有假冒種子流向市場，為企業和種植戶帶來嚴重損失。對于玉米來說，光從種子外表看，就連品種管理部門、育種專家也很難分清。

“要是能有一種技術方法，能夠快速識別出種子的真假，該有多好啊！”趙久然認定，農民的需求就是科研方向，因此花心思研究起玉米種子鑒定來。

偶然聽一位研究蜜蜂的老師說起用同工酶技術鑒定蜜蜂，趙久然很受啟發，決定試著把這個方法用在鑒定玉米種子上。自1993年起，趙久然嘗試用同工酶生化標記，對玉米種子進行鑒定。

從同工酶生化標記到RAPD、SSR分子標記，再到SNP新一代分子標記，趙久然在國內最早研發并將這項技術系統化、標準化，并進行推廣應用。在此過程中，他對于這項工作有了更深層的理解：“想要理清我國玉米種質的血緣關系，解決品種多且雜亂的問題，推動玉米育種有序發展，提高玉米種質，必須構建標準的玉米DNA指紋庫。”

暫時沒有立項、起步沒科研經費，但只要事情有意義、有價值、有產業需求，就可以做，也必須做，這是趙久然的一貫主張。經過多年探索，趙久然帶領團隊最終建立起快速、準確、穩定的檢測技術體系。現在，構建了已有10萬多品種樣品、全球數量最大的中國玉米標準SSR-DNA指紋庫，涵蓋了我國目前主要的玉米雜交種和自交系。用種子、葉片或植株任何部位提取DNA指紋與庫里的標準指紋比對，一天之內就可以確定身份。這就為玉米種子質量檢測、品種審定、企業維權、教學科研等提供了強有力的科技支撐。

“以往的鑒定只能種到地里，等長出來再看，需要一個生長季甚至更長時間，并且還要受季節和地域的限制。如今有了DNA分子指紋鑒定技術和指紋庫，一天就能出結果。”趙久然把這看作是“科研生涯中所做的最有價值的事情之一”。

保障國家糧食安全源頭，強壯玉米“中國芯”

北京京郊平谷人趙久然，從小就與玉米離得很近。“我在農村長大，放學和假期要幫家里干農活，收苞米就是其中一項。”少時被汗水浸泡的日子里，他懂得了農業的辛苦，也感受到了農民的期盼。

1979年，趙久然考入北京農學院學習農學。1986年碩士研究生畢業后，他留在北京市農林科學院作物所工作。彼時出國潮正盛，他也有不少機會。眼見身邊同事、同學紛紛出國，他卻選擇到當時條件艱苦的玉米主產區——遠郊區縣延慶蹲點搞科研，一頭扎到田野里。“當時我看了一本書《諾爾曼·布洛格》，作為世界上第一位獲得諾貝爾獎的農業科學家，他到第三世界國家的偏遠小鎮搞科研的精神很打動我，我想，我也應該不懼艱苦到國家需要的地方作貢獻。”

1987年至1992年，趙久然跑遍了延慶20多個鄉鎮。那時從北京市區到延慶，要坐好幾個小時的長途汽車，他經常在村里住上半個月到一個月才回城一次。在村里，他天天和基層的農技人員一起下田，和農民一道查看玉米長勢，晚上就住在農業科技站的辦公室里。6年寒來暑往，從玉米播種、除草、澆水、收獲，他和農民們一起經歷作物的生長輪回，與他們共同感受著喜怒哀樂。

這段經歷，不僅使年輕的趙久然積累了豐富的實踐經驗，完成了中低產田開發、旱作農業、保護性耕作等多項科研工作，更為他日后從事玉米育種、創建中國玉米標準SSR-DNA指紋庫確定了方向，在他心中留下了深厚的無以替代的“三農”情懷。

多年來，趙久然帶著種子和技術深入田間地頭，走進貧困農戶家中，幫助、指導、帶動他們種植新品種，增產增收，擺脫貧困。如今，站在地頭上同農民聊聊玉米收成，談談種子情況，是讓趙久然特別開心的事。在農民中間，他不再是大專家，而是跟他們心往一處想、勁往一處使的同道人。他給自己的微信昵稱取為“玉米團長”，通訊錄里大半是種玉米的農民。

趙久然帶領團隊研發的高端特色玉米品種，不僅成為北京市眾多農戶提質增收的利器，也成了全國很多地區增收脫貧和種植結構調整、鄉村產業振興的重要抓手，他由此獲得2019年“全國科技助力精準扶貧先進個人”稱號。

這些榮譽，趙久然從不主動提及。好不容易跳出農門，卻又回到田間地頭，他也說“從不后悔”。他深知農業現代化，種子是基礎，一粒小小的種子關系國家糧食安全，要立足崗位科技創新，打好種業翻身仗，突破種源“卡脖子”。

雖然連年增產增收的喜人數據讓人眉目舒展，欣慰不已，但趙久然深知現狀仍不能掉以輕心。雖然在我國在玉米種業和生產方面取得巨大成就，但與國際先進水平相比，仍有較大差距。“育種是一個長期持續的創新過程，良種是保障國家糧食安全的源頭，強壯玉米‘中國芯，必須加強對優良種子的選育和保護。大學、科研院所、企業等要形成合力，同時以精準的檢測技術為支撐，建立玉米‘品種身份證制度，實施種子認證，進一步提升種子質量，讓農民用上良種，助力增產增收。”

生物育種與種子認證，是趙久然當下很關心的工作領域，他說：“農作物育種平均周期都在5至10年。生物育種產業化，將為玉米種業發展注入新動力。”目前，我國玉米種業動態及發展趨勢表現為種質創新加快，促進品種更新換代，表現在育種水平普遍提高，種質融合、性狀聚合加快，雜優模式及品種類型多樣化，品種更新換代加速。“品種審定，將逐步壓縮品種數量，進一步提高品種質量，植物新品種保護力度進一步加強。”

趙久然說，實施種子認證，進一步實現從“好品種”到“好種子”，是國際通行的種子質量管理模式，以高質量種子為目標、強調過程管理的標準化質量保證體系，有利于提升種子質量和企業質量管理水平，提升我國種業的國際競爭力，對推動種子“走出去”意義重大。“無論何時，既要目光緊盯國際前沿，又要立足自身科技創新的崗位。雙腳扎根鄉土田間，讓理論與實踐結合，使科研為生產服務，都是農業科技工作者最應該做、也最要做好的事。”

責任編輯 趙漢琪