袁隆平院士与杂交水稻四十年

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袁隆平1930年9月出生于北京。1953年毕业于西南农学院。现任湖南杂交水稻研究中心暨国家杂交水稻工程技术研究中心主任,研究员,兼湖南省农科院名誉院长、中国遗传学会理事、湖南农业大学教授,受聘为联合国粮农组织首席顾问。

一、袁隆平院士简介

袁隆平1930年9月出生于北京。1953年毕业于西南农学院。现任湖南杂交水稻研究中心暨国家杂交水稻工程技术研究中心主任,研究员,兼湖南省农科院名誉院长、中国遗传学会理事、湖南农业大学教授,受聘为联合国粮农组织首席顾问。

袁隆平是我国研究与发展杂交水稻的开创者,也是世界上第一个成功地利用水稻杂种优势的科学家,被誉为“杂交水稻之父”。1995年当选中国工程院院士,2006年当选为美国科学院外籍院士。

二、杂交水稻发展情况介绍

袁隆平于1964年开始杂交水稻研究。1972年,他和他的助手攻克道道难关,率先育成第一个实用的水稻雄性不育系及其保持系二九南1号A和B,并于1973年实现“三系”配套,育成第一个强优组合南优2号。继而他们又攻克了杂交水稻制种与高产的关键技术,从而使杂交水稻得以在大面积生产中应用。这项研究成果,打破了“水稻等自花授粉作物没有杂种优势”的传统观念,大大丰富了作物遗传育种的理论和技术,具有很高的学术价值。特别是这一重大成果的推广应用,使水稻的单产和总产都大幅度提高了。多年来的生产实践表明,杂交水稻一般可比常规稻增产20%左右,自1976—2012年,全国累计种植杂交水稻达约68亿亩,累计增稻谷6000多亿公斤。近年来,杂交水稻年种植面积超过2.4亿亩,占水稻总种植面积的57%,而产量约占水稻总产的65%。杂交水稻年增产水稻约250万吨,年增产的稻谷可供养7000万人口。由此可见,杂交水稻对解决中国的粮食需求问题发挥了极其重要的作用。

1986年,袁隆平站在更高的起点上,提出了杂交水稻的育种战略,将杂交水稻的育种从选育方法上分为三系法、两系法和一系法三个战略发展阶段,即育种程序朝着由繁至简而效率越来越高的方向发展;从杂种优势水平的利用上分为品种间、亚种间和远缘杂种优势的利用三个战略发展阶段,即优势利用朝着越来越强的方向发展。根据这一设想,杂交水稻每进入一个新阶段都是一次新突破,都将把水稻产量推向一个更高的水平。这项战略构想的提出,为我国已取得三系法杂交水稻研究、开发成功后开展杂交水稻新探索指明了方向。1987年,国家“863”计划将两系法杂交水稻研究立为专题,袁隆平挂帅组成了两系法杂交水稻研究协作组开展全国性的协作攻关。历经九年的艰苦攻关,1995年两系法杂交水稻取得了成功,一般比同熟期的三系杂交稻增产5%~10%,且米质一般都较好,近年的种植面积为6000亩左右。两系法杂交水稻为我国独创,它的成功是作物育种上的重大突破,再次体现了以袁隆平为首的我国杂交水稻科技工作者的聪明智慧,继续使我国的杂交水稻研究水平保持了世界领先水平。

作为杂交水稻研究的总设计师,袁隆平始终坚持不懈地追求杂交水稻的更高境界。1997年,他又提出了旨在提高光合作用效率的超高产杂交水稻形态模式和选育技术路线,开始了“中国超级杂交水稻”的研究。这是一道世界级难题!通过攻关研究,2000年已实现了第一期大面积示范亩产700公斤的指标,比现有高产杂交稻每亩增产50公斤左右,尤其1999年在云南永胜还创造了亩产高达1137.5公斤的高产新纪录。近几年,第一期超级杂交稻的推广面积为3000万亩。自2001年以来,袁隆平院士继续指导选育成大面积示范亩产800公斤、米质优良的第二代超级杂交稻,并于2004年提前一年实现第二期超级稻目标。第二期超级杂交稻于2006年开始推广,2011年种植面积达800万亩,在大面积生产上比第一期超级稻高50公斤/亩以上。袁隆平院士仍不满足,进一步提出了将常规育种与生物技术结合,攻关第三期超级杂交稻大面积示范每亩900公斤目标,经过努力,2011、2012年超级杂交稻第三期目标攻关百亩示范分别达亩产926.6公斤、917.7公斤,标志我国超级杂交稻第三期目标实现。2013年,启动亩产1000公斤的超级杂交稻第四期目标攻关。2013年9月29日,第四期超级稻百亩示范片“Y两优900”中稻在湖南省隆回县羊古坳乡牛形村实现百亩平均亩产达988.1公斤,创世界纪录。

2006年,袁隆平院士提出“种三产四”丰产工程,即运用超级杂交稻的技术成果,力争用三亩地产出现有四亩地的粮食。2007年率先在湖南20个县启动实施,已取得非常好的效果。计划在全国推广6000万亩,产出8000万亩的粮食,等于增加了2000万亩粮食耕地,可多养活3000多万人。到2012年,“种三产四”丰产工程项目扩大到在50个县市区实施,面积为882.2万亩,增产稻谷达9.62亿公斤。截至2012年,累计示范推广面积2000多万亩,增产20多亿公斤,为粮食持续稳定增产做出了新的贡献。

袁隆平院士不仅关注中国粮食问题,而且也关心世界粮食安全问题。他毫不保留地向世界传授其杂交水稻技术以帮助克服粮食短缺和饥饿问题,并被联合国粮农组织聘请为国际上发展杂交水稻的首席顾问。多年来,他30次赴国际水稻所开展合作研究和技术交流,10多次赴印度、越南、缅甸、菲律宾、孟加拉等国指导发展杂交水稻。自上世纪80年代以来,先后在境内外举办了50余期杂交水稻国际培训班,培训了来自40多个发展中国家约2000名政府官员和农技专家。现在,杂交水稻已在全球20多个国家引进和示范推广,给产稻国的粮食增产开辟了有效途径,如越南、印度、菲律宾已发展成为在生产上大面积种植杂交水稻的国家,2011年,在中国以外的其他国家和地区,杂交水稻的发展面积已达到470万公顷。

科学的探索无止境,始终将“发展杂交水稻、造福世界人民”作为最大心愿的袁隆平,仍在不断地创新与超越中,为杂交水稻的更进一步发展继续努力着。正如美国著名的农业经济学家唐·帕尔伯格所说的:袁(隆平)正引导我们走向一个丰衣足食的世界。

三、袁隆平院士主要贡献

袁隆平院士是一位杰出的农业科学家。五十年来,他将全部的精力倾注在杂交水稻事业上,不仅是杂交水稻事业的开创者,而且始终是这一研究领域的“领头雁”,他所研究的杂交水稻累计已在全国推广约68亿亩,增产粮食6000多亿公斤,为我国乃至世界的粮食生产发展做出了重要贡献。他被国际上权威学者尊称为“杂交水稻之父”,并得到世界公认,深受敬重。他的贡献主要在以下方面。

1、他在国内率先开展水稻杂种优势利用研究。在他撰写的第一篇论文《水稻的雄性不孕性》中,提出了:“要想利用水稻杂种优势,首推利用雄性不孕性”。他的理论与研究实践是对经典遗传学理论的挑战,否定了水稻等“自花授粉作物没有杂种优势”的传统观点,极大地丰富了作物遗传育种的理论和技术。

2、他解决了三系法杂交稻研究中的三大难题。一是提出用“野生稻与栽培稻进行远缘杂交”的技术方案,终于找到了培育雄性不育系的有效途径,于1973年实现了不育系、保持系和恢复系的“三系”配套。二是育成强优势的杂交水稻“南优2号”等一批组合,并在生产上大面积应用,成为世界上第一位成功利用水稻杂种优势的科学家。三是突破了制种关,过去的研究认为,水稻异交率仅2.4%,杂种一代种子产量极低,离生产要求相距甚远;国际水稻所1971年开始研究,1973年放弃,原因也就是当时在该所没有人相信可以解决制种难题。而袁院士领导的课题组成功地解决了这一难题,制种产量逐渐提高,现在高的已达亩产300公斤以上。

3、他提出了杂交水稻的育种发展战略,即方法上由三系到两系再到一系,程序越来越简单而效率越来越高;杂种优势水平上由品种间到亚种间再到远缘杂种优势利用,优势越来越强,促使杂交水稻一步一步向新的台阶迈进。这一思路已被国内外同行采用,并成为杂交水稻育种发展的指导思想。

4、他解决了两系法中的一些关键技术难题。如1989年在两系法研究遇到重大挫折的时候,他提出了选育实用光温敏核不育系导致不育的起点温度指标和选育的技术策略,使两系法杂交水稻研究走出了低谷。后来又研究并提出了核心种子生产程序和冷水串灌繁殖等重大技术,使两系法杂交水稻研究最终取得成功并推广应用。他1987年起担任“863”项目两系法杂交水稻技术研究专题责任专家,主持全国性协作攻关。1995年两系法杂交水稻研究成功,两系杂交稻比同熟期 三系杂交稻增产5%~10%。

5、他设计出了以高冠层、矮穗层和中大穗为特征的超高产株型模式和培育超级杂交稻的技术路线,并在超级杂交稻研究方面连续取得重大进展。1997年,袁隆平又开展超级杂交稻研究。已于2000年、2004年、2012年分别实现中国超级稻百亩示范片亩产700公斤、800公斤、900公斤的第一期、第二期、第三期目标。2013年,他启动了百亩示范片亩产1000公斤的超级杂交稻第四期目标攻关,计划到2020年前实现目标。同时实施超级杂交稻“种三产四”丰产工程,促进科技成果的生产应用。自2007年以来取得巨大的增产、增收效应,全国已有7个省市实施,其中湖南省全省参加的县(市、区)由20个增加至2012年50个,面积达882万亩。截至2012年,累计示范推广面积2000多万亩,增产20多亿公斤,为粮食持续稳定增产做出了新的贡献。

6、促进杂交水稻技术造福世界。我国的杂交水稻技术领先于世界,1980年作为我国第一项农业专利技术转让给美国。他多次到美国、国际水稻研究所等地讲学、传授技术。共主持举办国际杂交水稻技术培训班20多期,培训来自亚、非、拉美30多个国家的政府官员和农技专家1000余名(我国在境内外共主办国际杂交水稻技术培训班50多期,参训学员来自40多个国家共约2000名)。受聘为联合国FAO国际首席顾问,多次去印度、菲律宾、越南、缅甸等国指导杂交水稻的发展。

7、先后发表学术论文60多篇,出版《杂交水稻育种栽培学》等专著6部,创立了系统的杂交水稻学学科。

四、袁院士所获得的重要奖项

(一)国内主要奖项

获奖时间

奖 励 名 称

1981年6月

国家发明奖特等奖

1994年12月

何梁何利基金科学与技术进步奖(生物类)

2001年2月

(首届)国家最高科学技术奖

(二)国际主要奖项

获奖时间

奖励名称

授奖机构和地点

1985年10月

杰出发明家金质奖

联合国知识产权组织,中国北京

1987年11月

科学奖

联合国教科文组织,法国巴黎

1988年3月

农学与营养奖

英国Rank基金会,英国伦敦

1993年4月

拯救世界饥饿(研究)荣誉奖

美国Feinstein基金会,美国普罗维登斯

1995年10月

粮食安全保障荣誉奖

联合国粮农组织,加拿大魁北克

1996年5月

日经亚洲奖

日本经济新闻社,日本东京

1997年8月

国际农作物杂种优势利用杰出先驱科学家

第三届作物遗传与杂种优势利用国际学术会,墨西哥

1998年11月

越光国际水稻奖

日本越光国际水稻奖事务局,日本福井

2001年8月

拉蒙·麦格赛赛奖

菲律宾拉蒙·麦格赛赛奖基金会,菲律宾马尼拉

2004年9月

金镰刀奖

泰国皇室,泰国曼谷

2004年10月

世界粮食奖

世界粮食奖基金会,美国德梅因

2005年11月

APSA杰出研究成就奖

亚太种子协会,中国上海

2008年3月

影响世界华人终身成就奖

影响世界华人盛典

2010年3月

法兰西共和国最高农业成就勋章(指挥官级)

法国政府

五、杂交稻技术

(一)三系杂交水稻

1966年,三系杂交水稻的发现以《水稻的雄性不孕性》发表在中国科学院的《科学通报》上。

1973年,在“不育系”、“保持系”的基础上,袁隆平及其团队首次育成三系杂交水稻,水稻产量也从亩产300公斤提高到亩产500公斤以上。

1974年,他成功选育了第一个在生产上大面积应用的强优高产杂交水稻组合——南优2号,比普通水稻增产20%以上。

1975年,又获大面积制种成功,为次年大面积推广作好了种子准备,使该项研究成果进入大面积推广阶段。

1976年,定点示范208万亩,在全国范围开始应用于生产,到1988年全国杂交稻面积1.94亿亩,占水稻面积的39.6%。

1979年,作为中国首个科研技术,三系杂交水稻技术被介绍到美国。

1981年,袁隆平因成功育种中国籼型杂交三系水稻,获得中华人民共和国第一个“国家特等发明奖”。

(二)二系杂交水稻

1987年,他提出“杂交水稻的发展战略”,即三系法为主的器种间杂种优势利用;两系法为主的籼粳亚种杂种优势利用;一系法为主的远缘杂种优势利用。

1987年7月16日,袁隆平学生李必湖、邓华风,在安江农校籼稻三系育种材料中,找到一株光敏不育水稻。历经两年三代异地繁殖和观察,该材料农艺性状整齐一致,不育株率和不育度都达到了100%,并且育 性转换明显和同步。这一新成果,为杂交水稻从“三系法”过渡到“两系法”开拓了新局面。

1995年,两系法杂交水稻研究成功,普遍比同熟期的三系杂交稻每 亩增产5%-10%。

(三)超级杂交水稻

1997年,袁隆平再次发起研究超级杂交稻。2000年,超级杂交稻实现百亩示范片亩产700公斤的第一期目标。2004年,超级杂交稻实现百亩示范片亩产800公斤的第二期目标。除了增产外,袁隆平表示新型的超级杂交稻将更重视水稻营养,其研究团队已经致力于试验新品种中增加维生素A、蛋白质、淀粉及其他营养含量,以期减少贫血和视觉疾患。

2003年,中国大陆一半以上的水稻都为袁隆平的杂交品种;在世界范围,20%的水稻采用袁隆平的杂交技术。

2007年,中国大陆的水稻产量为5亿吨。其杂交水稻技术已经在中亚、东南亚、北美、南美试验试种,杂交稻已引起世界范围的运用,继续为解决世界粮食安全及短缺做出卓绝贡献。

2011年9月19日,中国农业部验收组刚刚公布,袁隆平指导的“Y两优2号”百亩超级杂交稻试验田平均亩产926.6公斤,创中国大面积水稻亩产最高纪录。

2013年9月29日国家杂交水稻工程技术研究中心证实,经农业部测产验收,由“杂交水稻之父”袁隆平院士科研团队攻关的国家第四期超级稻百亩示范片“Y两优900”中稻平均亩产达988.1公斤,创世界纪录。

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