关于杂交水稻你不知道的事

　　袁隆平最快乐的事情，就是逛超市，但他什么都不买。

　　即便九十岁高龄，他仍颤巍巍地踱到米粮区，看了看大米的价格，

　　发现挺便宜，放心了，高高兴兴又走出去了。

　　相信袁老的故事及缅怀其词大家已经写了很多，这里聊一聊杂交水稻的前世今生。

　　首先水稻是雌雄同株同花植物，这就带来一个问题，同株水稻在遗传基因上是一致的，不利于品种改良(与人类近亲结婚容易导致遗传疾病类似)。

　　这就需要通过选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种进行杂交，生产具有杂种优势的第一代杂交种，就是杂交水稻。

　　1917年日本学者发现了野生水稻雄性不育。美国农学家琼斯于1926年提出水稻具有杂种优势理论。也就是可以利用不孕不育的水稻，也就是说自交不育，需要外界提供花粉，这就可以进行水稻杂交来改良品种，提高产量、抗病虫害等。

　　玉米的花解构与水稻的花结构比较。杂交育种中都需要去雄，在水稻上，去雄是一件极其辛苦的事

　　第二次世界大战后，世界各国科学家进行了长期的努力，提出了多种基于雄性不育来实现水稻杂交技术路线，著名的有欧内斯特·罗伯特·西尔斯的三系法技术路线设计、爱德华生的二系法以及日本科学家新城长有的三系法育种方案。

　　首次成功的水稻杂交是由美国人亨利·毕彻在1963年于印度尼西亚完成的，并因此获得1996年的世界粮食奖。

　　1968年，日本科学家新城长友经过多年努力提出了一系列诸如赶粉等等杂交水稻育种新方法，首次成功实现了基于三系法配套育种。但是无论是亨利·毕彻还是新城长友，其方案都存在着某些缺陷（不能稳产），无法进行大规模的推广，使得水稻杂交停留在实验室阶段，未能完成杂交水稻的产业化。

　　水稻是稻属谷类作物，水稻原产于中国和印度，七千年前中国长江流域的先民们就曾种植水稻。一句话中国种植水稻历史悠久，土地面积大，所以野生水稻能基因突变出不孕育的水稻可能性更大，其孕育出可改良的水稻品种可能更多。也就是达尔文的理论，更容易基因突变，更容易进化。

　　另一个原因是中国人口众多，中国再困难也必须要解决中国人自己的吃饭问题。

　　1966年中国湖南的农学家袁隆平在栽培稻中研究雄性水稻不育并取得成果，其论文以《水稻的雄性不孕性》，发表在中国科学院《科学通报》第17卷第4期（1966年2月28日）。论文发表后，受到国家科委重视。

　　1967年，由袁隆平、尹华奇、李必湖三人组成水稻雄性不育科研小组正式成立，全力寻找不育系。

　　1970年，首先在湖南省随后推广到全国稻作区开展了由农技人员与农民社员相结合寻找不育系的群众运动。

　　1970年11月23日上午，袁隆平的科研助手李必湖与海南岛南红农场技术员冯克珊在离农场不远的一片沼泽地里约0.3亩野生稻中成功地寻找到了一株野生的雄性不育株，并立即电话通知了在北京查资料的袁隆平，经研究鉴定后命名为野败，并被全国杂交水稻大协作组选中，全国动员培育以实现三系配套。

　　1972年冬，江西省萍乡农业局的颜龙安采取遮光处理，首先从野败种子成功抽穗育成了二九矮1号不育系及同型保持系，并向全国提供不育系种子。全国水稻科研协作全力攻关恢复系，从国内与东南亚、非洲、欧洲等地的1000多个品种里筛选出100多个有恢复能力的品种，直到1973年广西农学院教师张先程在东南亚的水稻品种中找到第一个结实率在90%以上的强恢复系IR24。至此，籼型杂交水稻三系配套成功，突破了日本人无法实现的杂交水稻育种技术，完成了杂交水稻研究工作的最后一步，选配出强优势组合。

　　1976年在洞庭湖区大力推广第一个得到大面积应用的杂交水稻品种——南优2号。

　　全国籼型杂交水稻科研协作组1981年荣获中国第一个国家发明特等奖，获奖人排名为：袁隆平、颜龙安、张先程、李必湖等。

　　本质上，不同育种技术的目标都是通过对生物进行基因重组而获得优良的形状，驯化、人工选育、诱变、杂交、转基因等方式都改变了生物基因组的构成。

　　此外，杂交技术的操作对象是整个基因组，无法对单个基因进行精确转移，而转基因技术可以定向转移目标基因，目标明确、可控性强，后代表现可以预期，同时降低工作量。

　　根据转基因的特性可以把转基因性状分为三类：

　　第一类为输入性状，即通过增加作物的抗除草剂特性、抗虫特性、抗恶劣环境特性等，使得作物减少种植过程的损失、增加种植密度，最终实现作物的增产（并非直接增产，而是通过减少损失和增加种植面积实现增产效果）。此外，由于作物抗性的增强，农药使用的减少也为作物种植节约了成本。

　　美国孟山都公司生产的全球知名草甘膦除草剂就是配合其研发的抗除草剂特性转基因改良种子，狠狠得收割了全球。目前全球仍在使用，包括中国。

　　第二类为输出性状，其主要目的是提高作物产品的品质，如增加食物的营养、减少食物中的反式脂肪酸、提高油料作物的含油量等。

　　第三类为增值性状，即使作物合成不同的化学物质用于其他领域的生产，如用作药物、生物燃料等。

　　杂交相较转基因技术，育种周期长。转基因操作更加精准，培育速度更快。

　　以前农民种地，都是自己留种的，也就是在收获的时候挑出一些比较好的，储存起来作为明年的种子。

　　但是今天，农民自己留种的现象越来越少了，基本上都是从市场上购买种子。

　　这是因为：使用了杂交技术、利用了杂种优势的种子根本就不适合自行留种。

　　如上图所示，子一代（就是农户种植的第一代）性状的表现是比较均衡的，稳定的。

　　但如果自己留种，从子二代开始，大约有四分之一的后代会出现性状回归。也就是说，通过杂交所获得的优势消失了。

　　所以对杂交作物而言，自行留种并不是一个好的选择，大部分农户都会选择继续从种子公司购买杂交种子。

　　这里不得不提到一个公司的名字孟山都。

　　1956年，一场罕见的虫灾席卷美国，给当地大豆带来灭顶之灾。危急关头，美国科学家在中国野生大豆中，找到抗病基因，成功渡过了危机。

　　半个世纪后的2000年，美国孟山都公司组团到中国考察。临别前，中方送给对方一粒野生大豆种子。孟山都如获至宝，回去后，立刻用最尖端的技术，检测出高产和抗病基因。

　　紧接着，孟山都通过转基因技术复制出这种大豆，并在全球101个国家和地区，抢注了64项专利，连给它提供了研究基种的中国也得交专利费。

　　如今，美国成了全球大豆霸主，中国的大豆产业则几乎全军覆没：1995年之前，中国手握全球90%以上的野生大豆豆种，并一直是大豆净出口国，如今我国90%的大豆依赖进口。

　　以猪种为例，当我们还在以体型、外貌来选育猪种时，对方已建起了种猪数据库。

　　除了种猪，我国的种鸡、种牛甚至连北京烤鸭的种鸭，都依靠进口。

　　在农作物的高端蔬菜领域，外国公司控制了50%以上的种子市场。西兰花、甜菜、青花菜等高端品种，洋种子占比更是超过80%。

　　我们引以为豪的全国蔬菜生产大县——山东寿光，恰恰是洋种子的重灾区。

　　从2000年开始，包括孟山都、先正达等在内的30多家国际种业巨头，纷纷涌入寿光。2008年高峰时，洋种子占据了寿光60%以上市场。

　　在2022年全球十大种业巨头营收排行榜上，中国本土企业仅有隆平高科一家入围，且其5.2亿美元的营收，不及孟山都的1/20。若不是中化集团2022年收购了四大巨头之一的先正达，中国几乎又要沦落到任人宰割的地位。

　　世界上转基因大豆和玉米是种植最广泛的转基因品种，棉花是种植最广泛的转基因经济作物，在转基因小麦和水稻的推广方面，各国都比较谨慎。具体到我国，目前我国仅批准了转基因棉花和番木瓜的商业化种植。其中，棉花用于纺织服装，真正用于直接食用的转基因作物仅有转基因番木瓜。

　　七、结束语

　　2022年底举行的中央经济工作会议指出，要尊重科学、严格监管，有序推进生物育种产业化应用。要开展种源卡脖子技术攻关，立志打一场种业翻身仗。

　　不久前，农业农村部办公厅发布《关于鼓励农业转基因生物原始创新和规范生物材料转移转让转育的通知》（以下简称《通知》），在农业科研和产业领域引起了广泛关注。

　　《通知》的发布，体现了中央对我国种业发展的高度重视、对生物育种创新在塑造农业科技竞争新优势中的核心作用的肯定，以及对打赢种业翻身仗的期望。

　　在听闻袁老离世的消息后，无数人在留言区向他汇报：

　　袁爷爷，我今天没有剩饭；

　　诸多青年学子在评论区写道，他走后，我们都将是他。