爲什麼雜交水稻會誕生在中國?

作者：田不野

喫飽肚子不是難事，難的是讓所有人一輩子喫飽肚子。

當我們縱觀人類人口的增長曲線的時候，就會發現人類人口並不是直線上升的，而是在經歷了幾千年的緩慢上升後突然躍起。這個躍遷的拐點距離現在並不遠，現在老人家大多還有飢寒交迫的回憶。

讓更多的人可以喫飽飯，依靠的是二十世紀農業綠色革命的四大進展，它們分別是雜交育種，化學肥料，灌溉設施，以及農業機械化。其中雜交育種的祖師爺得從1863年發現遺傳規律的孟德爾算起。大概100年後，袁隆平院士提出三系法雜交水稻育種，和孟祖師的豌豆雜交原理可謂一脈相承。

孟祖師的豌豆和袁院士的水稻都是嚴格的自花授粉植物。嚴格自我授粉植物的花朵裏擁有雌雄配子（相當於動物的精子和卵子），而且在花骨朵的時候就完成了授粉，花瓣的物理保護讓這些植物很少有異花授粉的機會。自然界裏自花授粉的植物並不多，這種特殊的性質讓植物的性狀能更加穩定遺傳的同時，也給育種帶來了很大的困難。

爲自花授粉植物做雜交的過程就是一個精準的外科手術，需要在花將開未開之時，不輕不重移除花瓣，不多不少摘出花蕾，小小心心撲上花粉，穩穩當當做好包紮，安安靜靜祈禱結實。當我讀博士的時候，曾經嘗試過給一種豆科植物百脈根做雜交，結果無一成功。孟祖師選擇豌豆做雜交實驗的原因之一，就是因爲豌豆花足夠大，容易執行雜交操作，是一種很好的雜交實驗材料。而水稻的花非常小，小到別說用鑷子操作，連觀察都需要使用放大鏡。常規手段爲水稻做雜交幾乎是不可能的事情。但是沒有雜交，就沒有辦法大規模培育水稻新品種。袁院士就是爲水稻育種“造輪子”的人，三系法的提出和建立讓水稻新品種的培育一日千里。

很難想象如果水稻育種的技術是在國外被開發出來，會是怎麼一個結果。糧袋子被別人抓在手心肯定不會好受，幸好這幾乎是不可能的事情。三系法的誕生也離不開天時地利人和。天時是當時植物遺傳的理論基本上已經成熟，從理論上說雜交水稻肯定能成功；人和自然是因爲我國以袁隆平爲代表的無數農業育種人的努力。而地利的因素，讓雜交水稻必然在中國才能成功。

袁院士籍貫江西、生在北京、工作在湖南，但是發現第一株野生稻雄性敗育株的地方，卻是在海南三亞南紅農場附近的沼澤地裏面。看好了，不是在農場裏面，是在農場附近的沼澤地。爲什麼在海南南紅農場邊的沼澤地裏能發現這麼寶貴的育種材料，這就是我們的地利了。

地利是因爲中國是所有水稻的祖先，不管是粳稻秈稻等栽培稻，還是各種野生稻，祖先都在中國。作爲水稻的發源地，我國具有非常豐富的水稻品種多樣性，南起海南三亞，北到江西東鄉，東至臺灣桃園，西抵雲南盈江，在南方大地上野生稻和栽培稻交錯生長田間和溼地中。儘管隨着農業的發展，水稻的種植地已經擴展到整個地球，但是隻有在中國，才能發現如此多樣化野生稻品種。這些品種中包括了難以預計的水稻育種資源，也是中國雜交水稻可以成功的基石。袁院士離世之日，正好是國際生物多樣性日，不知是否是冥冥中自有天意。

如果說雜交水稻是我們的火箭，那遍佈荒野的野生稻就是造火箭用的生鐵，雖然不值錢，但不可或缺。網上曾經有份著名的公開信，三農專家李昌平寫給育種專家袁隆平的，期望有更多的研究從雜交稻轉移到常規稻。其實，每一個育種專家都知道，沒有這些在歷史過程中逐漸積累下來的野生稻和栽培稻品種，也不可能有現在的雜交水稻，更不可能有未來更好的雜交水稻。

保存更多的水稻多樣性不僅是三農專家，也是育種專家的心願。然而，優勝劣汰是大勢所趨，哪個農民都不希望自己土地上稻穗低垂、金黃一片，樸素的種植理念造成越來越多的地方品種被捨棄，用來種植的作物品種逐漸單一化。種植品單一化是一個雙刃劍。一方面，單一化的品種種植讓農業管理更加簡單高效，讓農業可以年年增產；另一方面，單一化讓農業生產變得脆弱，一旦爆發病蟲害或者環境災害，容易大規模減產。歷史上曾經發生過的愛爾蘭大饑荒，就是單一化土豆種植遇到枯萎病造成的。品種單一化不僅發生在水稻土豆上，還發生在玉米小麥，香蕉桔子，甚至肉雞奶牛上。

爲了將來的育種也能有足夠多樣化的種子資源，解決方案有三種，一，把多樣化保護在實驗室，二，把多樣性保護在農家，三，把多樣性保護在荒野。我國目前收集了6萬多份水稻品種資源，其中野生稻5000多種，這些都好好保存在實驗室中。農民自身留種形成的水稻地方品種，具體數目難以考量，這是千百年來最傳統的育種方式，但在新型水稻品種的壓力下，農民留種越來越困難，越來越式微。

把多樣性保護在荒野就是保護野生稻的原始生境。和實驗室裏穩定的保存體系相比，原始生境就是一個野生稻的動態保存系統，可以最大限度地維持野生稻的多樣性。袁老最早發現野生稻的沼澤地不知道還在不在，如果在的話，那將是一個很恰當的野生稻資源保護地。我國目前僅有的野生稻原位保護地，建立在野生稻的分佈北界江西東鄉，不過僅僅保留了700平米的保護地。其他野生稻的繁殖地已經大量喪失。折中的方式是建立異地保護地，在廣州和南寧分別有兩個野生稻的園圃，總計大致有小10000平方米。

在袁院士等中國育種人的努力下，我們這一代人已經不用擔心喫飽肚子的問題。但是現在的農業還存在着大量的問題，如何減少化肥的使用，如何應對氣候變化，如何抵抗病蟲害。這些問題不解決，餓肚子的事情在將來可能還會出現。誰也不知道將來是否會有一天，會有第二個年輕的袁隆平，在這些殘留的野生稻中，找到讓中國人可以世世代代不再餓肚子的新希望。

文章來源：本文經授權轉載自公衆號“西浦陳正研究組”。