國家最高科技獎得主李振聲做科普報告

2006年度國家最高科技獎獲得者李振聲院士做報告(新浪科技劉允/攝)

　　2007年5月19日上午10時，2006年度國家最高科技獎獲得者李振聲院士在中科院動物研究所主會場舉行題為『學習、實踐與創新』的主題科普講座。新浪網進行獨家視頻直播。　精彩觀點：　·你如何判斷你的方向是否正確一個最簡單的，最基本的辦法就是要研究歷史。人如果看不到三步棋，就不算會下棋。研究問題最好的辦法是預測未來。第一你要知道你做的這件事情歷史的發展，知道它的現狀，然後你就有可能預測它的未來。你如果對問題的歷史一點不清楚，對現狀也不了解，那你預測的未來是毫無根據的。　·我希望大家多學一點哲學，人成功了以後對任何事情都要一分為二。雖然『小偃』6號也成功了，也大面積推廣了，並不是把所有的問題都解決了。現在我們國家國情說，人多、地少、資源不均，你能不能少用一點肥料，少用一點水分而同樣獲得更高的產量呢？所以在頭一個項目解決了品質以後，就轉到水分的研究，一直到現在我們還繼續做這樣的工作。　　　·對待困難必須一分為二，如果一個人一生沒有遇到困難，他不可能有很大得成功。這就是對待困難的辯證法，困難既是前進的阻力，又可能是你成功的起始點。　以下為講座報告文字實錄：

　　主持人：今天我們有幸邀請到2006年國家最高科技獎獲得者中國科學院遺傳與發育生物學研究所李振聲院士為我們做報告，他在長達半個多世紀長期致力於小麥遺傳與遠緣雜交技術，針對國家和社會的需求不斷開創小麥育種新領域、新方法，他為我國農業可持續發展做出了重大的貢獻，下面讓我們以熱烈的掌聲歡迎李院士做報告。

　　李振聲：老師們、同學們，我今天很高興有機會和大家見面交談一下科學問題。我今天報告的題目是『學習、實踐與創新』。今天是全國科技活動周的第一天，也是中國科學院公眾開放日，這次活動的主題是弘揚科學精神，投身建設創新型國家，會議的組織單位讓我結合我的工作和大家談一談有關學習、實踐和創新的體會。我研究工作小麥的遺傳和育種，下面我想從小麥的進化談起。

　　第一部分談一談關於小麥進化的故事。我們現在種植小麥的名稱，學名叫普通小麥，為什麼叫普通小麥呢？因為它是世界上種植面積最大的小麥，(因為小麥有很多種)，種植面積最大的就是我們的普通小麥。普通小麥是怎麼樣進化演變而來的呢？

　　下面我這裡有一個照片，大家看這就是我們現在種植的普通小麥，我們種植的普通小麥是由三種野生植物經過兩次的天然遠緣雜交和經歷了九千多年的自然選擇和人工選擇而形成的。九千年以前人們最早種植的小麥是一粒小麥，它得名的原因小麥上一個麥穗，這個麥穗上有很多小穗，原來種植的小麥每個小穗只結一粒種子，所以由此而得名。

　　這就是九千年以前中東地區古墓裡發現的小麥，怎麼判斷它是九千年以前又在中東古墓裡面，那個時候人們開始用泥巴爐子燒飯，泥巴爐子斷了以後有一粒小麥掉在縫隙裡面，由於它沒有見到明火被考成碳化了，我們二氧化碳裡面有同位素，同位素是六千年一個變化期，所以根據碳同位素的時間就可以推斷出它的年代，所以這樣就可以判斷出九千年前我們種植的小麥。

　　一粒小麥又碰見了一顆雜草，它們之間形成的雜交，就形成了二粒小麥，這樣產量就提高了。所以二粒小麥就取代了一粒小麥。大約公元前五千年古墓裡面又出現了二粒小麥，二粒小麥又遇到了粗山羊草它們又發生了雜交，經過五千年選擇以後也有很大的變化，一粒小麥到二粒小麥產量提高了，它到這裡小麥不僅可以結一粒種子，也可以結三粒等等。除了產量高以外還有很重要的改變，就是它的年份和一粒小麥和二粒小麥面粉不一樣，一粒小麥和二粒小麥不能發面，而二裡小麥和粗山羊草雜交的小麥就可以發面，所以我們得感謝粗山羊草。這段歷史完全靠育種學家、生物化學家、細胞等等共同努力纔弄清楚的。現在可以完全人工的重復出來，因為現在我們可以找到野生一粒小麥，也可以找到山羊草，通過這兩個雜交合成二粒小麥，通過二粒小麥和粗山羊草雜交就形成了今天的小麥，這就是小麥進化的這三個階段。我講這一段歷史是我們要認識自然規律，為的是要改造自然。

　　我們說『了解過去是為了更好的認識現在，更好的預測未來』，這就是我們了解這段歷史的重要意義。所以我先從這裡講起。

　　第二個問題講到50年前，我們國家在小麥生產上遇到的問題。在50年前解放初的時候，我們國家小麥生產上遇到一定的嚴重螟害叫做『條鏽病』。大家看麥葉子一條一條的，麥條上又有鏽，所以就改條鏽病。後期的時候條鏽病就把葉子裡面葉綠素全破壞掉了，所以它對小麥的危害是非常嚴重的。它危害嚴重還有很大的原因，就是它很會傳播。條鏽病在西部山區越夏，像太白山、秦嶺等；到了秋天它就飛到甘肅的龍東(音)地區，它從黃河流域隨著風就吹過來了，我們北京郊區都可以吹到的。冬前它會形成發病中心，到了第二年的春天如果是雨水好，溫度合適它就很快的發展起來，就會形成大面積的危害。因為它擴散的面積很大，所以完全靠藥劑防治是很難的。50年代初期，我國北方小麥產區的條鏽病大流行，一般減產20%到30%，嚴重的減產50%。甚至絕收。

2006年度國家最高科技獎獲得者李振聲院士做報告(新浪科技劉允/攝)

　　下面講一講條鏽病流行的原因和防治措施。流行原因主要是病菌產生了變異。當時嚴重的是產生了一個毒性很強的小種子，幾乎把小麥所有都吃掉了。而且這個病變異速度很快，它平均五年半的時間就會產生一個新的小生命。所以這樣人工育種的速度和病菌變異的速度賽跑的話，你跑不過它，所以這就是當時造成流行的一個重要的原因。防治條鏽病的方法主要是選育抗病品種，一種是常規育種，一種是多系品種，一種是遠緣雜交。這裡主要講一講遠緣雜交。

　　下面我通過遠緣雜交選育抗病小麥品種對大家做一個介紹：我們雜交用的草叫『長穗偃麥草』，而且這個草的長勢能力非常之強。它重要的突出特點是基本上不見條鏽病，很多病它都不會被感染。為什麼它能夠抗病，而小麥就不抗病呢？剛纔我給大家說了，普通小麥差不多有五千年的歷史了。因為小麥總是人工栽培，給它創造一個長期的環境，這樣的話它就把原來好的優勢條件就丟掉了，就像小孩嬌生慣養一樣，就把抵抗能力給失掉了。可是草在自然條件裡沒人管它，如果它不抗寒，它不抗旱，不抗病的話就會死掉了。前面我講了小麥進化的規律，這是第一次遠緣雜交，這是第二次遠緣雜交。現在我們能不能把小麥進行第三次的遠緣咱家呢？我們小麥能不能和偃麥草來做一些雜交呢？這就是我們當初的思路。當時我很年輕，只有二十四五歲，就像你們這樣的年齡還略微大一點，我問老一代科學家這條路走得通走不通？他們說有可能成功。因為草的抗病基因和小麥不一樣，這就是我們最初的思想。

　　遠緣雜交有三大困難：

　　第一、遠緣植物間雜交不親和性，就是指不一定雜交能夠成功。你想草和麥子差異那麼大，哪兒能這麼容易一下就能成功呢？

　　第二、雜種後代不育。比如驢和馬雜交得到騾子，這就是遠緣雜交。騾子可以乾活，但是騾子不能下騾子，這就是後代不育。騾子可以乾活我們能夠用，像小麥不結種子我們就不能用。

　　第三、雜種後代瘋狂分離不容易穩定。

　　這就是我們說的第一批雜交，經過各方面的實驗努力，雜交這一步克服了。我們50年代初這是長穗偃麥草，這是選了九種不同的小麥，分別都雜交成功了，我們克服了第一關。沒想到雜交成功以後，大家看一下這是九種不同的雜交第一代，所以當時感覺到很失望。為什麼會出現這種情況呢？是因為草的特性太強了，把小麥很多特性掩蓋了。這時候怎麼辦？還要不要繼續做？還有第二個問題雜交的後代絕大部分是不育的，又是草，又是不育的，你說這個工作到底要不要做呢？所以科學研究經常遇到這樣的困難。但是我們已經既定了目標，所科學研究就不能隨便動搖。出現問題了，你要研究它產生的原因，尋找克服它的辦法。我們就一朵花一朵花檢查，發現它的不育主要是雄花不育。大家可以剝出麥子看裡面有雄花和雌花，所以我們就把小麥的第一代跟雜種第一代受粉，最後九種都都到結實了，這就是回交第一代，大家看這裡有點像小麥的形狀了。我們再選擇這樣的類型再用小麥進行雜交，大家看這個圖小麥的特性就更強了。這就相當於小麥跟草雜交了三次，經過三次以後，它遺傳的力量基本上達到平衡。這個時候就可以讓它自交，大家看自交以後各種各樣的類型就出來了，這就出現了所謂的瘋狂分離。

　　大家看這個小麥很大，像一個手那麼大。這時候我們就比較有信心了，但是這裡面還需要再做大量的工作，要選育那些抗寒、抗病、抗旱的優良特性，有助於小麥的優良特性。就是把小麥的高產、優質和草的抗病、抗寒結合到一體的抗體進行選擇，就育成了『小偃』6號。它的特性是矮杆、多穗、優質、抗病，這是二三十年的照片。

　　『小偃』6號的特點，它在生產中的應用效果：

　　一、『小偃』6號是通過小麥與偃麥草遠緣雜交育成的優良品種，具有持久的抗病和高產，優質等特點。在區域試驗中它比對照品種增產28%到30%。增加三分之一，第一年的實驗增產31.9%；第二年60多個點增產28%，所以當時它完全形成了不推自廣的形勢。只有幾年的時間，1985年就達到一千萬畝。這就開創了小麥遠緣雜交在育種上大面積推廣的先例，就是過去也有人做遠緣雜交，很多人遇到肯定以後就停下來了，所以做科學研究貴在堅持。

　　『小偃』6號在陝西省作為骨乾品種持續了16年，到現在差不多已經快三十年的，我去年在網上看陝西省種植面積還有56萬畝。不知道看《大家》大家欄目沒有？群眾說這個就是好。由於它特性好，推廣以後，它就成了一個骨乾親本。因為它品質特別好，又是一個優質小麥的骨乾親本，他作為親本育成的小麥品種有50多個。這是有人拿著『小偃』6號跟當地品種雜交育成了56個品種。統計了一下推廣面積有三億畝，增產量是150億斤。盡管遠緣雜交時間比較長，非常困難，一旦成功在生產上發揮得作用還是非常大的。作為一個課題組已花了很長的時間，花的很多的精力，但是一旦成功以後，在生產上大面積所產生的影響那還是非常大的。

　　剛纔說的是80年代育成的『小偃』6號。到了90年代，我們國家要進入WTO，面臨一個問題是外國的小麥會進來競爭。過去我們的優質麥很多是進口做面包的，這時候我們就選育了遠緣雜交，育成了『小偃』54，它在河南表現非常好。河南省全國已經選了28個小麥送到北京來做品質化驗，結果它考的一個第一。後來河南省專門開優質小麥現場會，後面選的是『小偃』54，它成熟的時候是金黃色。圖上這是河南省的王副省長，這是另外一個副省長，袁副省長他們都參加了現場會推廣優質小麥。由於『小偃』54的推廣在河南省帶動了優質小麥的生產。

　　本世紀初我們又育成了新的小麥品種，大家知道我們是人多地少，分布不均，所以我們又育成了新的品種，它能夠利用土壤水分，土壤養分和日光能。在河北省一畝產量達到1200斤。解放初小麥只有一二百斤，現在它可以達到1200斤，產量大大提高，而且還能節約水分和養分。

　　遠緣雜交的前景展望，遠緣雜交小麥進化的繼續。從『小偃』麥的表現看，它可以拓寬小麥的遺傳基礎，增添有益的基因，提高小麥的風產性，抗病性和對逆境的適應性等。為小麥育種走出了新的路子。