第三章 神奇的發(fā)現(xiàn)

一個(gè)假設(shè)，或一個(gè)猜想

年過而立的袁隆平，一個(gè)方向已經(jīng)明確，他選擇了水稻，這無疑是他一生中最關(guān)鍵的、具有決定性的選擇。如果只能用宿命來解釋，一個(gè)宿命的齒輪從此進(jìn)入了正軌，開始運(yùn)轉(zhuǎn)。在接下來的歲月里，他將在稻田里安身立命，他的魂在稻田里，他的世界在稻田里，這將是他在世界上的存在方式，他還將不斷地調(diào)整自己的姿態(tài)，但再也不會(huì)顛覆自己。一切已經(jīng)無從改變，而他將要改變我們這個(gè)世界。

那稻田看上去很淺，蹚下去很深，每走一步都要用力拔腳，這也許就是袁隆平最初涉足水稻的感覺。但在那個(gè)水落石出的時(shí)間還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到來之時(shí)，沒有誰能對(duì)那必將發(fā)生的一切給予準(zhǔn)確的答案，只有充滿了各種可能性的猜想。至少在最初的一段時(shí)日里，袁隆平還沒有涉足雜交水稻。他最初的水稻研究是從直播試驗(yàn)、密度試驗(yàn)開始的。在直播試驗(yàn)上他也取得了讓人刮目相看的成果，畝產(chǎn)比傳統(tǒng)種植方式增產(chǎn)九十到一百斤，這在常規(guī)水稻科研上也是很了不起的成果了。但這樣的試驗(yàn)，只是通過改良栽培或種植方法來增加產(chǎn)量，增產(chǎn)效果很明顯，但也很有限。若要從根本上提高產(chǎn)量，還是他認(rèn)準(zhǔn)了的一條路——必須從改良種子開始。此時(shí)，他再也不會(huì)考慮用米丘林、李森科的無性繁殖方式去改良品種、創(chuàng)造新品種了，一心只想在孟德爾和摩爾根的經(jīng)典遺傳學(xué)理論中找到那把神奇的鑰匙。但當(dāng)時(shí)的中國還處于自我封閉也被西方國家封鎖的狀態(tài)，他只能在《參考消息》上捕捉到一些東鱗西爪的國外科技信息。據(jù)袁隆平先生不太確定的回憶，大概是在1957年，他曾在《參考消息》上看到過一則報(bào)道，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)遺傳密碼的研究獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，這是一個(gè)很容易被一眼掠過的消息，卻一下抓住了袁隆平的眼球，他后來感慨道：“這表明國外的遺傳學(xué)已進(jìn)入分子水平，而我們還在搞什么無性雜交、環(huán)境引誘、風(fēng)土純化……”

從時(shí)間上推斷，袁隆平先生的這一記憶出現(xiàn)了偏差，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)遺傳密碼的研究獲得諾貝爾獎(jiǎng)是1962年，他看到這則報(bào)道應(yīng)該在1962年或在此后，不過這一成果早就產(chǎn)生了。從諾貝爾獎(jiǎng)的授獎(jiǎng)時(shí)間上看，大多是對(duì)科研成果的一種追認(rèn)。實(shí)際上，早在袁隆平大學(xué)畢業(yè)的那年（1953年），英國生物物理學(xué)家弗朗西斯·克里克與美國分子生物學(xué)家詹姆斯·沃森就在劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室（Cavendish Laboratory）共同發(fā)現(xiàn)了脫氧核糖核酸（DNA）的雙螺旋結(jié)構(gòu)，但差不多過了近十年才獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

克里克在二戰(zhàn)爆發(fā)前原本在倫敦大學(xué)攻讀物理學(xué)博士學(xué)位，在二戰(zhàn)中應(yīng)征入伍，中斷了學(xué)業(yè)。1950年，克里克退役之后，考入劍橋大學(xué)攻讀生物學(xué)博士學(xué)位，在此前后他讀到奧地利著名物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤所著的《生命是什么》。這是20世紀(jì)偉大的科學(xué)經(jīng)典之一，預(yù)言一個(gè)生物學(xué)研究的新紀(jì)元即將開始?？死锟丝春笊钍軉l(fā)，從而確定了自己的研究方向，把物理學(xué)引入計(jì)算分子進(jìn)化和遺傳學(xué)的研究中，而劍橋大學(xué)著名的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室為他提供了一個(gè)研究平臺(tái)。1951年，詹姆斯·沃森來到卡文迪什實(shí)驗(yàn)室。一位三十五歲的英國生物學(xué)博士和一位年僅二十三歲的美國生物學(xué)博士，由此發(fā)生了在20世紀(jì)生物學(xué)史上足以用偉大來形容的交集，兩人一見如故又個(gè)性鮮明，他們?cè)诩ち业臓?zhēng)吵中又一拍即合，一致認(rèn)定解決DNA分子結(jié)構(gòu)問題是揭開遺傳之謎的關(guān)鍵，從而開始了對(duì)遺傳物質(zhì)脫氧核糖核酸DNA分子結(jié)構(gòu)的合作研究。由于兩人在生物物理學(xué)和分子生物學(xué)上可以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，在不到兩年的時(shí)間里，他們就完成了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。克里克又以其深邃的科學(xué)洞察力，不顧沃森的猶豫態(tài)度，堅(jiān)持在他們合作的第一篇論文中加上“DNA的特定配對(duì)原則，立即使人聯(lián)想到遺傳物質(zhì)可能有的復(fù)制機(jī)制”這句話。這句話，其實(shí)是一個(gè)極為關(guān)鍵的科學(xué)論斷，標(biāo)志著他們不僅發(fā)現(xiàn)了DNA的分子結(jié)構(gòu)，而且從結(jié)構(gòu)與功能的角度做出了解釋。

這一發(fā)現(xiàn)和他們提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的理論有著劃時(shí)代的意義，是20世紀(jì)極偉大的科學(xué)成果之一，但一開始并未引起足夠的重視，連一些權(quán)威科學(xué)家也在持懷疑的態(tài)度，如美國著名化學(xué)家、量子化學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)的先驅(qū)者之一、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與和平獎(jiǎng)雙料得主萊納斯·鮑林就認(rèn)為：這個(gè)模型“看起來很棒”，不過“遺傳學(xué)的分子基礎(chǔ)”是否真相大白還很難說。在這一領(lǐng)域，鮑林是有權(quán)威話語權(quán)的，他本人也是有科學(xué)良知的，然而他對(duì)一個(gè)具有突破性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)充滿了懷疑。這其實(shí)也是很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)的共同命運(yùn)，無論多么偉大的發(fā)現(xiàn)，都必須經(jīng)受時(shí)間和實(shí)踐的檢驗(yàn)。過了近十年，克里克和沃森的發(fā)現(xiàn)才得到了科學(xué)界的公認(rèn)，他倆與威爾金斯一道分享了1962年度的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。在接下來的歲月里，世界各國的科學(xué)家在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)上，陸續(xù)研究出了基因療法、轉(zhuǎn)基因作物、生物克隆技術(shù)和DNA鑒定技術(shù)，克里克和沃森也被生物學(xué)界一致譽(yù)為20世紀(jì)最有影響的科學(xué)家。

袁隆平當(dāng)時(shí)還無從了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)遺傳密碼的詳情，但一則報(bào)道已讓他知道了國外的遺傳學(xué)研究已經(jīng)走到了哪一步。如果對(duì)克里克和沃森的發(fā)現(xiàn)以及DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的理論缺乏一個(gè)基本了解，也就難以理解袁隆平接下來將要窮其一生的研究方向，而隨著他越來越深入的科學(xué)推進(jìn)，你甚至?xí)a(chǎn)生極大的誤解。

這里還是從20世紀(jì)60年代初說起，在克里克和沃森發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)以后，隨著分子遺傳學(xué)的發(fā)展，人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了基因的本質(zhì)，即基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個(gè)DNA分子上有多個(gè)基因，不同的基因就含有不同的遺傳信息。這已不是“孟德爾猜想”，基于基因的遺傳學(xué)理論和染色體學(xué)說已是被試驗(yàn)證明并在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)的“真正的科學(xué)”。與此同時(shí)，袁隆平還從一些學(xué)報(bào)上獲悉雜交玉米、高粱和無籽西瓜等都已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外的生產(chǎn)中，并且取得了非同一般的神奇效果。這使袁隆平認(rèn)識(shí)到，孟德爾、摩爾根及其追隨者們提出的基因分離、自由組合和連鎖互換等規(guī)律對(duì)作物育種有著非同尋常的意義，只要沿著這一方向或路徑進(jìn)行探索，就可以通過雜種優(yōu)勢(shì)這一途徑獲得高效增產(chǎn)的良種。

如果說雜交水稻是一扇“欲以觀其妙”的“眾妙之門”，那么袁隆平正在逐漸接近這扇門。

眾所周知，雜種優(yōu)勢(shì)是生物界的普遍現(xiàn)象，中國古人早在兩千年前就用母馬和公驢雜交而獲得了體力強(qiáng)大的騾子，這就是原始的雜種優(yōu)勢(shì)利用。北魏時(shí)代，賈思勰在《齊民要術(shù)》中記載，驢馬雜交的后代騾子比其雙親更健壯，“適于勞役，又耐粗飼”。明崇禎年間，宋應(yīng)星在《天工開物》（1637年初刊）中也有如何利用雜種優(yōu)勢(shì)養(yǎng)蠶的記載。放眼世界，1760年，德國植物學(xué)家科爾魯特就用黃花煙草和秘魯煙草進(jìn)行種間遠(yuǎn)緣雜交成功。這些例子，都是前人在日常生活中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象或摸索出來的經(jīng)驗(yàn)，但尚未從科學(xué)原理上揭示出雜種優(yōu)勢(shì)的秘密，知其然，而不知其所以然。達(dá)爾文是科學(xué)界公認(rèn)的雜種優(yōu)勢(shì)理論的奠基人，在當(dāng)時(shí)的科技條件下，他還不可能發(fā)現(xiàn)基因和染色體，“雜種優(yōu)勢(shì)”尚未成為一個(gè)正式的科學(xué)名詞，但他在生物進(jìn)化論中已指出了雜種優(yōu)勢(shì)是生物界中的一種普遍現(xiàn)象。從1866年到1876年，他用了整整十年時(shí)間廣泛搜集植物界的異花受精和自花受精的變異情況，并于1876年提出了“異花受精對(duì)后代有利，自花受精對(duì)后代有害”的結(jié)論，以自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果首先公布了自交與異交導(dǎo)致玉米生長(zhǎng)的明顯差別，即玉米的雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象。而從孟德爾、摩爾根的現(xiàn)代經(jīng)典遺傳學(xué)理論出發(fā)，利用雜種優(yōu)勢(shì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量，改良農(nóng)作物的品質(zhì)，在20世紀(jì)已是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)的主要成就之一，尤其是在摩爾根通過果蠅實(shí)證之后，從最低等的細(xì)菌到高等的靈長(zhǎng)類動(dòng)物和人類，無一例外都具有雜種優(yōu)勢(shì)。說穿了，這就是中國人掛在嘴邊的一句話，“雜種出好漢”。

在世界三大谷物小麥、水稻和玉米中，玉米是“單一性功能”的異花授粉的作物，因此在雜交時(shí)不需要去掉其雄性（去雄），也就相對(duì)比較容易雜交，利用玉米的雜種優(yōu)勢(shì)，也就成為人類在三大谷物上的第一個(gè)突破口。這里先說被稱為“雜交玉蜀黍（玉米）之父”的謝爾，他是美國《遺傳學(xué)》雜志的創(chuàng)辦者，也是“雜種優(yōu)勢(shì)”（heterosis，hybrid vigor）的第一個(gè)命名者。謝爾在1906年、1907年兩年間，將玉米植株進(jìn)行自交，同時(shí)也將其中一些植株做了雜交，通過比照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，自交授粉降低了玉米的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量，而自交系的雜交后代產(chǎn)生出了意想不到的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)和增產(chǎn)效果。但他的試驗(yàn)，還不是玉米雜交種誕生的雛形，只是一項(xiàng)試驗(yàn)性成果。而后，差不多又進(jìn)行了一代人的探索，美國科學(xué)家終于培育出了可推廣的雜交玉米種子，并于1933年開始在生產(chǎn)上應(yīng)用，但一開始的播種面積很小，由于增產(chǎn)效果顯著，到1945年時(shí)，美國雜交玉米的種植面積已達(dá)到百分之九十，如今雜交玉米已基本上覆蓋了美國乃至全球的玉米地。

如果要用一句話來概括雜交玉米的劃時(shí)代意義，可以借用袁隆平先生的一句非常精辟的評(píng)價(jià)：雜交玉米“開異花授粉作物雜種優(yōu)勢(shì)的先河”。

在雜交玉米率先突破時(shí)，美國高粱遺傳育種專家斯蒂芬斯（Stephens）等人又于20世紀(jì)50年代初，利用西非高粱和南非高粱雜交，首先培育出高粱細(xì)胞質(zhì)雄性不育系“3197A”及其相應(yīng)的保持系，并從“萊特巴英60”高粱品種中篩選出優(yōu)良的恢復(fù)系，利用三系配套育種方法，配制出可推廣應(yīng)用的雜交高粱種子，1956年第一批雜交高粱在美國投入大田生產(chǎn)。這是雜交高粱的三系法，對(duì)袁隆平接下來的雜交水稻研究有著重要啟示，他對(duì)此的評(píng)價(jià)是“為異花或常異花授粉作物利用雜種優(yōu)勢(shì)開創(chuàng)了典范”。

玉米和高粱都是異花或常異花（指既可自花授粉，又能異花授粉，但主要以自花授粉作為繁殖形式）授粉作物，這是其雜種優(yōu)勢(shì)利用能夠率先得以突破的一個(gè)自然前提，如果換成了小麥、水稻等具有雌雄同花、自花授粉的作物，又能否突破呢？很難，非常難，難就難在它們具有雙重性功能，即由同一朵花內(nèi)的花粉給柱頭授粉繁殖后代，這是對(duì)其雜種優(yōu)勢(shì)利用的一個(gè)大限。美國著名遺傳學(xué)家辛諾特、鄧恩和杜布贊斯基的合著《遺傳學(xué)原理》，是一部遺傳學(xué)入門教科書，也是一部生命科學(xué)的名著。該書明確指出水稻、小麥等自花授粉作物，在其進(jìn)化過程中經(jīng)過長(zhǎng)期的自然選擇和人工選擇，淘汰了不良基因，所積累和保存下來的都是有利基因，并由此推斷：自花授粉植物自交無退化現(xiàn)象，雜交無優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象，即“無優(yōu)勢(shì)論”。退一步說吧，即便水稻、小麥等自花授粉作物具有雜種優(yōu)勢(shì)，但也無法利用其優(yōu)勢(shì)。這就是說，雜交水稻還只是人類剛剛萌生的一個(gè)念頭，就被國際權(quán)威科學(xué)家提前宣判了死刑。這里還有一個(gè)假設(shè)，就算你能利用水稻的雜交優(yōu)勢(shì)，也必然會(huì)出現(xiàn)制種困難，無法應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)。一旦有人還想在這方面進(jìn)行試驗(yàn)，只會(huì)遭人嘲笑：“提出雜交水稻課題是對(duì)遺傳學(xué)的無知?！?/p>

當(dāng)自花授粉植物“無優(yōu)勢(shì)論”成為一個(gè)權(quán)威定論，也就成為禁律或禁區(qū)，對(duì)此也確實(shí)必須有敬畏之心，但又必須辯證地看。一方面，但凡前人積累的經(jīng)驗(yàn)，尤其是具有典范性、權(quán)威性的經(jīng)久不衰的經(jīng)典之論，這是已知的存在，可以成為后世的奠基石，讓后來者可以站在巨人的肩膀上，直接占據(jù)一個(gè)制高點(diǎn)，這樣可以省去許多重復(fù)性的探索與試驗(yàn)；另一方面，一些被寫入了教科書的經(jīng)典之論、標(biāo)準(zhǔn)答案，往往也會(huì)產(chǎn)生經(jīng)驗(yàn)慣性或思維定式，最典型的就是墨守成規(guī)。而人類在科學(xué)上的突破，無不是向這樣的經(jīng)驗(yàn)慣性或思維定式挑戰(zhàn)，科學(xué)家的使命在于掌握人類已知的存在，更在于對(duì)未知世界的預(yù)測(cè)和探索，而一些科學(xué)禁區(qū)或禁律，往往就是前人止步的地方，也正是后輩繼往開來的出發(fā)點(diǎn)，如此才會(huì)有代代不絕的科學(xué)家迎難而上，向一些科學(xué)的禁律、禁區(qū)乃至于大限或極限發(fā)起挑戰(zhàn)。袁隆平接下來要扮演的，正是這樣一個(gè)角色。

其實(shí)，早在袁隆平把目光投向雜交水稻之前，國內(nèi)外就有許多專家在這方面進(jìn)行探索，但都在這一大限前碰了壁。這里不妨又假設(shè)一下，倘若有人突破了這一個(gè)大限，攻克了水稻這一自花授粉作物的雜種優(yōu)勢(shì)利用這一世界性難題，那無疑將是人類歷史上的一次劃時(shí)代的偉大創(chuàng)舉，這個(gè)人也必將成為當(dāng)之無愧的“雜交水稻之父”。這偉大的創(chuàng)舉和崇高的榮譽(yù)，輪得上袁隆平嗎？袁隆平何許人也？一個(gè)偏遠(yuǎn)大山里的農(nóng)校教師，如果他“提出雜交水稻課題”，那不只“是對(duì)遺傳學(xué)的無知”，簡(jiǎn)直是在開國際玩笑。

誠然，此時(shí)袁隆平尚未正式“提出雜交水稻課題”，但他已經(jīng)很明確地朝著這方面設(shè)想或猜想了，而在當(dāng)時(shí)，這也是農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域的“哥德巴赫猜想”。

對(duì)水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用的第一個(gè)關(guān)鍵，就是培育出水稻雄性不育系。

對(duì)前輩探索以及階段性成果，袁隆平一直是高度尊重的，他也曾多次坦言：“我從中外資料上了解到，早在1926年，美國人瓊斯最早發(fā)現(xiàn)水稻有雄性不育現(xiàn)象，正式開展這項(xiàng)研究工作日本最早始于20世紀(jì)50年代，相繼有美國、菲律賓國際水稻研究所開展了研究。盡管他們?cè)囼?yàn)手段先進(jìn)，但都因這項(xiàng)研究工作難度太大，都未能應(yīng)用于生產(chǎn)?！边@是科學(xué)事實(shí)，一方面，他的科學(xué)探索是“站在巨人的肩膀上”起步的；另一方面，也意味著他要突破的將是一道前人探索多年尚未成功的世界性難題。

這里就從1926年開始，美國科學(xué)家瓊斯發(fā)現(xiàn)了水稻雄性不育現(xiàn)象。不過，史上還有這樣一種說法，早在1917年，“日本的奇尾首先發(fā)現(xiàn)了水稻雄性不育現(xiàn)象，并提出了水稻雄性不育性狀是隱性遺傳，在雜種第二代的育性分離比例為1∶2∶1”。（根據(jù)孟德爾經(jīng)典遺傳學(xué)的分離定理，以及袁隆平后來的觀察，雜種第二代的育性分離比例為3∶1。）隨后，美國、日本等國的科學(xué)家紛紛開始研究試驗(yàn)。日本搶先一步，走在了前面。現(xiàn)在普遍認(rèn)為，日本科學(xué)家是從20世紀(jì)50年代末期開始雜交水稻研究的。當(dāng)袁隆平把目光轉(zhuǎn)向雜交水稻時(shí)，日本人還處于秘密研究階段，很多真相，還有日本人研究的結(jié)果如何，他都是在多年后才知道的。但袁隆平知道，中國科學(xué)家不甘落后，早在二三十年代，一大批中國現(xiàn)代稻作專家開始涌現(xiàn)，表現(xiàn)出空前的創(chuàng)造活力，他們大都有留學(xué)背景，深受現(xiàn)代經(jīng)典遺傳學(xué)的影響，如袁隆平“老師的老師”趙連芳、袁隆平的老師管相桓先生，也把水稻的雜種優(yōu)勢(shì)利用作為他們研究的一個(gè)方向。

如今國內(nèi)有人認(rèn)為，袁隆平“老師的老師”趙連芳先生、袁隆平的老師管相桓先生早就提出了水稻雜交理論并開始進(jìn)行試驗(yàn)，袁隆平于1974年首次育成的中國第一個(gè)雜交水稻強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合“南優(yōu)2號(hào)”及其后的“南”字號(hào)和“矮”字號(hào)系列品種，都是以趙連芳育成的“南特號(hào)”和“矮腳烏尖”為關(guān)鍵性親本，而就在瓊斯發(fā)現(xiàn)了水稻雄性不育現(xiàn)象的1926年，中國科學(xué)家“丁穎就育成了雜交水稻，同年，美國瓊斯也得到了雜交水稻后代”，此說即使不是在故意制造科學(xué)神話，也是出于對(duì)雜交水稻的一知半解。很多人因此置疑袁隆平并非真正的“雜交水稻之父”。這里不以“別有用心”去猜測(cè)，那就有著一個(gè)根本性的認(rèn)知誤區(qū)，水稻雜交理論和技術(shù)與科學(xué)意義上的雜交水稻自然有著不可割裂的因果關(guān)系，卻又不可同日而語，一為手段，一為結(jié)果，絕對(duì)不能畫等號(hào)。若要把這兩者辨識(shí)清楚，先要厘清雜交水稻的科學(xué)定義。雜交水稻（Hybrid Rice），簡(jiǎn)而言之，就是通過兩個(gè)親本雜交而獲得的水稻雜交種，從遺傳學(xué)原理說，指選用兩個(gè)在遺傳基因上有一定差異，同時(shí)它們的優(yōu)良性狀又能互補(bǔ)的水稻品種，進(jìn)行雜交，培育出具有雜種優(yōu)勢(shì)的第一代雜交種（F1），在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用，從而達(dá)到對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)利用的目的，而雜交方法不等同于雜種優(yōu)勢(shì)利用，這是一個(gè)根本性區(qū)別。在袁隆平之前，已有很多育種家利用人工去雄的方式對(duì)水稻進(jìn)行雜交而改良品種，但并未育成在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用的水稻雜交種，也就未能達(dá)到雜種優(yōu)勢(shì)利用的目標(biāo)。

這里就從丁穎先生說起，他是中國現(xiàn)代稻作科學(xué)的主要奠基人之一，也是袁隆平十分敬重的前輩。丁先生于1921年考進(jìn)東京帝國大學(xué)，成為該校第一位研修稻作學(xué)的中國留學(xué)生。學(xué)成回國后，他在廣東大學(xué)農(nóng)科學(xué)院（中山大學(xué)農(nóng)學(xué)院的前身）任教授。1926年，他在廣州東郊犀牛尾沼澤地發(fā)現(xiàn)了普通野生稻自然雜種后代，選育出了世界上第一個(gè)具有野生稻血緣的新品種“中山1號(hào)”，由此開野生稻與栽培稻遠(yuǎn)緣雜交育種的先河，并發(fā)現(xiàn)有花藥不開裂與花粉發(fā)育不完全的雄性不育現(xiàn)象，這也是關(guān)于我國水稻雄性不育研究的最早報(bào)道?！爸猩?號(hào)”綜合了栽培稻與野生稻的優(yōu)良特點(diǎn)：產(chǎn)量高，長(zhǎng)勢(shì)旺盛，對(duì)于寒害、熱害及不良土壤等抵抗力強(qiáng)，具有抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，曾在華南地區(qū)種植了半個(gè)世紀(jì)。1936年，丁穎先生又用野生稻與栽培稻雜交，獲得世界上第一個(gè)水稻“千粒穗”品系，也曾引起東亞稻作學(xué)界的高度關(guān)注。1957年，丁穎先生出任中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院首任院長(zhǎng)（仍兼任華南農(nóng)學(xué)院院長(zhǎng)），并于20世紀(jì)60年代初親自主持了“中國水稻品種對(duì)光、溫反應(yīng)特性的研究”，其成果為我國水稻品種的氣候生態(tài)型、品種熟期性分類及地區(qū)間引種、選種育種、栽培生態(tài)學(xué)等提供了可貴的理論依據(jù)。1963年，丁穎先生已是七十五歲的老人，依然不顧年邁體衰，親自帶隊(duì)考察西北稻區(qū)，由于長(zhǎng)途勞頓，回來后感到體力不支，日漸消瘦，經(jīng)確診為肝癌晚期，入院不久就病逝了。這位蜚聲中外的稻作科學(xué)家，被譽(yù)為“中國（現(xiàn)代）稻作之父”，但并非“雜交水稻之父”。無論是他培育出的“中山1號(hào)”，還是“千粒穗”品系，都只是“具有野生稻血緣”和“綜合了栽培稻與野生稻的優(yōu)良特點(diǎn)”的水稻新品種，這種新品種仍然是常規(guī)稻品系，而不是嚴(yán)格意義上的雜交水稻。丁穎先生發(fā)現(xiàn)了雄性不育現(xiàn)象，這只是對(duì)瓊斯的發(fā)現(xiàn)在中國的驗(yàn)證。根據(jù)經(jīng)典遺傳學(xué)理論，必須培育出只有“單一性功能”的水稻，通過雜交生產(chǎn)出來的種子，才是真正的、科學(xué)定義上的雜交水稻。丁穎先生也深知這個(gè)根本癥結(jié)之所在，他曾用人工方法給水稻去雄，但實(shí)際效果不佳，也未能大面積推廣應(yīng)用，這也是公認(rèn)的事實(shí)。

除了丁穎先生，還有人提出“中國雜交水稻的真正奠基人，南有黃耀祥，北有李貞生”。

黃耀祥先生1916年出生于廣東開平，畢業(yè)于國立中山大學(xué)農(nóng)學(xué)院，是丁穎先生的學(xué)生，后任廣東省農(nóng)科院研究員，1995年當(dāng)選中國工程院院士，他最杰出的貢獻(xiàn)是開創(chuàng)了“水稻矮化育種”。古往今來，我國南方種植的都是高稈水稻，而在臺(tái)風(fēng)暴雨頻發(fā)的嶺南，在暴風(fēng)雨的摧折下，經(jīng)常發(fā)生水稻大面積倒伏、減產(chǎn)甚至絕收。這和樹大招風(fēng)是一樣的道理。1955年，黃耀祥在廣西百色地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一種叫“矮仔占”的農(nóng)家品種，優(yōu)點(diǎn)是具有很強(qiáng)的抗倒伏能力，缺點(diǎn)是成熟期太遲、抗病性差。從1955年起，他先用“矮仔占”為育種材料，從中選出性狀比較優(yōu)良的“矮仔占4號(hào)”，并與當(dāng)時(shí)的高稈品種“廣場(chǎng)13”進(jìn)行雜交，在1959年育成了我國第一個(gè)人工雜交選育的矮稈秈稻品種“廣場(chǎng)矮”，這一品系解決了長(zhǎng)期以來水稻倒伏減產(chǎn)的問題，在水稻育種史上也開創(chuàng)了一條矮化育種的新途徑。這是中國和世界水稻育種史上的一次重大突破，被稱為中國稻田里的“第一次綠色革命”，后來也有人稱其摘下“水稻皇冠上的第一顆明珠”。國際水稻研究所（IRRI）所長(zhǎng)斯瓦米納森博士稱黃耀祥為“中國半矮稈水稻之父”。

追溯“第一次綠色革命”的興起，發(fā)生在20世紀(jì)50年代初，一些發(fā)達(dá)國家和墨西哥、菲律賓、印度、巴基斯坦等許多發(fā)展中國家，開展以利用“矮化基因”培育和推廣矮稈、耐肥、抗倒伏的高產(chǎn)水稻、小麥、玉米等新品種為主要內(nèi)容的生產(chǎn)技術(shù)活動(dòng)，當(dāng)時(shí)有人認(rèn)為這場(chǎng)農(nóng)業(yè)革命猶如18世紀(jì)蒸汽機(jī)在歐洲所引起的產(chǎn)業(yè)革命一樣，故稱之為“第一次綠色革命”。在這次風(fēng)起云涌的綠色革命浪潮中，有兩個(gè)國際研究機(jī)構(gòu)充當(dāng)了主要平臺(tái)或舞臺(tái)，一個(gè)是國際水稻研究所，另一個(gè)是國際玉米和小麥改良中心（CIMMYT）。

這里先說水稻。1966年，國際水稻研究所將原產(chǎn)于我國臺(tái)灣及福建的水稻品種“低腳烏尖”所具有的矮稈基因成功導(dǎo)入印度尼西亞高產(chǎn)水稻品種“皮泰”（Peta）中，培育出了第一個(gè)半矮稈、高產(chǎn)、耐肥、抗倒伏、穗大、粒多的“國際稻8號(hào)”（IR8）品種，被稱為“奇跡稻”。盡管這一品種比黃耀祥先生育成的我國第一個(gè)人工雜交選育的矮稈秈稻品種“廣場(chǎng)矮”晚了近十年，而臺(tái)灣也早在1960年便育成了TN1（臺(tái)灣本地種1號(hào)），比“國際稻8號(hào)”也要早六年，但由于國際水稻研究所對(duì)“低腳烏尖”這一水稻矮源基因的成功利用，從而進(jìn)一步推動(dòng)了世界范圍的“綠色革命”，如今“低腳烏尖”幾乎成為世界所有國家矮稈或半矮稈水稻品種的祖先。據(jù)國際水稻研究所1980年調(diào)查，繼“IR8”之后，共有三十六個(gè)國家育成的三百七十多個(gè)水稻新品種，其中矮稈良種占了七成，而“國際稻”系列良種（IR系列）又占了三分之一。

再看小麥。在“第一次綠色革命”的另一國際舞臺(tái)——國際玉米和小麥改良中心，以“綠色革命之父”、美國著名遺傳學(xué)家和植物病理學(xué)家諾曼·布勞格（Norman E.Borlaug）為首的小麥育種家，利用日本冬小麥“農(nóng)林10號(hào)”矮化基因的品系，與抗銹病的墨西哥小麥進(jìn)行雜交，將半矮稈與光照不敏感性相結(jié)合，育成了三十多個(gè)矮稈、半矮稈品種，具有抗倒伏、抗銹病、高產(chǎn)的突出優(yōu)點(diǎn)，并迅速在北非、中東、南亞等地區(qū)的一些國家大面積推廣。這里以墨西哥為例，到1963年，墨西哥百分之九十五的小麥作物都是布勞格的新品種小麥，當(dāng)年，墨西哥的小麥產(chǎn)量比布勞格剛來時(shí)的1944年翻了六倍，一個(gè)饑荒中的墨西哥，奇跡般地變成了一個(gè)小麥出口國。這是布勞格在墨西哥的麥田里掀起的一場(chǎng)綠色革命，隨后便席卷全球，成為一場(chǎng)全球性的綠色革命，布勞格也因此而被譽(yù)為“綠色革命之父”。美國駐華大使館于2011年8月公開發(fā)布的一篇題的《解決世界饑餓問題》的文章，稱贊布勞格“為使數(shù)百萬人擺脫饑餓而做出貢獻(xiàn)。他研究開發(fā)出高產(chǎn)、穩(wěn)定型小麥品種，并說服農(nóng)場(chǎng)主和政府采用這些品種”。

1970年，諾曼·布勞格因終身致力于解決世界饑餓問題而榮獲諾貝爾和平獎(jiǎng)。

于此可見，“第一次綠色革命”在遺傳育種上的主要特征就是把水稻、小麥、玉米等世界主要糧食作物的高稈變矮稈。從黃耀祥先生培育的中國半矮稈水稻新品種到國際水稻研究所的奇跡稻“IR8”，和布勞格培育出的半矮生小麥新品種一樣，都只是借助了雜交育種的一些方法，但并非科學(xué)定義上的雜交水稻，其技術(shù)路線主要是通過改良株型（從植株的高矮、形態(tài)著手），通過加強(qiáng)其抗逆性（如抗倒伏）和提高太陽光能利用率來提高產(chǎn)量。這與科學(xué)定義上的雜交水稻、雜交小麥還是有嚴(yán)格區(qū)別的。在遺傳育種領(lǐng)域，還鮮有人把布勞格稱為“雜交小麥之父”，迄今為止，人類還沒有培育出嚴(yán)格意義上或科學(xué)定義上的“雜交小麥”。

從新中國的稻作史看，“水稻矮化育種”和“雜交水稻”堪稱兩座劃時(shí)代的里程碑，也可謂在中國稻田里掀起的兩次綠色革命，但其科學(xué)界線也有明顯的區(qū)分。若要搞清兩者之間的根本區(qū)別，又得回到那個(gè)根本所在。若要培育出真正意義或科學(xué)定義上的雜交水稻，必須先培育出具有“單一性功能”的母本，這就是關(guān)鍵的根本之所在。而在袁隆平之前，利用遠(yuǎn)緣雜交進(jìn)行品種改良，已是毋庸置疑的事實(shí)，但在雜交水稻上一直難以從根本上突破，難就難在難以獲得具有“單一性功能”的母本。對(duì)小麥、水稻等雌雄同花、自花授粉的作物，若要進(jìn)行雜交，必須先把雄花去除（去雄），再授以另一個(gè)品種的花粉，才能得到有雜交優(yōu)勢(shì)的種子。人工去雄，由來已久，至少從丁穎先生就開始了，在袁隆平之前，這也是國內(nèi)外育種專家普遍采用的方式。

走筆至此，就該說到那個(gè)“北有李貞生”的李貞生了。李貞生是吉林省海龍縣河洼公社的一個(gè)農(nóng)民育種家，1967年，他與海龍縣農(nóng)科站一起采用“溫湯去雄法”獲得了雜交水稻種子，有人據(jù)此認(rèn)為，李貞生“1967年人工培育雜交水稻成功，是新中國最早培育出雜交粳稻的人”，甚至將他稱為真正的“雜交水稻之父”。事實(shí)上，“溫湯去雄法”僅為去雄的方法之一，而不是大面積生產(chǎn)雜交稻的方法。1978年，李貞生作為農(nóng)民育種家參加了全國科技大會(huì)，有人替他感到悲哀，“由于他沒有文化，不會(huì)寫論文，所以他什么榮譽(yù)都沒得到”。其實(shí)，會(huì)不會(huì)寫論文不是關(guān)鍵，李貞生早在20世紀(jì)70年代便在《遺傳學(xué)報(bào)》《吉林大學(xué)學(xué)報(bào)》上發(fā)表過多篇論文，如《毛主席哲學(xué)思想是我培育玉米稻的金鑰匙》《大老粗能夠搞科研》，他培育的“玉米稻”被稱為“無產(chǎn)階級(jí)‘文化大革命’的偉大成果”。但任何一項(xiàng)科技成果不能以榮譽(yù)來衡量，只能以科學(xué)的方式來判斷。李貞生發(fā)明了一種“溫湯去雄法”，其具體操作是在水稻開花當(dāng)日上午殺雄授粉，由于水稻的雌雄蕊對(duì)溫度的感應(yīng)不同，雌蕊的耐溫力遠(yuǎn)大于雄蕊，將稻穗放入45℃左右的溫水中浸泡八到十分鐘，用這樣的方法消除花藥的活力，花粉就會(huì)完全喪失萌發(fā)能力，而雌蕊則不受影響。在水稻短暫的揚(yáng)花期，每個(gè)人都端著一盆溫水在稻田里一穗一穗地浸泡，且不說人有多累，以每十分鐘浸泡一株稻禾計(jì)算，一天下來又能浸泡多少株呢？而水稻揚(yáng)花期又短，這忙得過來嗎？這個(gè)方法操作煩瑣，水溫也難以控制，開穎效果隨湯水燙后天氣的變化為轉(zhuǎn)移，即燙后遇到日照隱蔽，開穎得多而慢，還容易折斷稻稈。而關(guān)鍵是，通過“溫湯去雄法”培育出來的又是貨真價(jià)實(shí)的雜交水稻嗎？

但凡人工去雄，科技含量不高，原理不難。但操作太難，由于水稻是雌雄同花，一朵花只結(jié)一粒種子，幾十上百粒種子結(jié)成一穗，幾穗乃至十幾穗合成一株，而人工去雄要一朵花一朵花地進(jìn)行，如此煩瑣而細(xì)致，產(chǎn)生的種子數(shù)量又極為有限，幾乎不可能在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。但又找不到別的路徑。在袁隆平之前，國內(nèi)外的水稻育種家走的都是人工去雄這條路，一直在為如何改善“人工去雄”的方法、效果，提高雜交結(jié)實(shí)率，以期獲得大量的優(yōu)良雜種而不斷地摸索、改進(jìn)，卻一直裹足不前，難以突破。而水稻花器小，開花時(shí)間短，進(jìn)行人工去雄雜交也是極其困難、難以突破的，這是水稻的宿命，也是人類的大限。因此，美國著名遺傳學(xué)家辛諾特等人才會(huì)提前宣判了雜交水稻的死刑，“就算你能利用水稻的雜交優(yōu)勢(shì)，也必然會(huì)出現(xiàn)制種困難，無法應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)”，此言幾乎是一語成讖。

自從袁隆平培育出一粒改變世界的種子以來，就不乏一知半解或全然誤解的人，或別有用心的人，為了證明在國內(nèi)外早已有很多比袁隆平更早就發(fā)明了雜交水稻的人，并列舉了大量似是而非的事例，以此來置疑和貶低袁隆平這位“雜交水稻之父”。對(duì)于這些，袁隆平先生從不解釋，作為一個(gè)科學(xué)家，他已用科學(xué)事實(shí)來證明了一切、解釋了一切。但對(duì)于我們這些普通老百姓，由于難以深入了解其中的奧妙，很容易混淆視聽。而我作為一個(gè)科學(xué)的追蹤者，對(duì)袁隆平和中國雜交水稻的科學(xué)探索之路，是有責(zé)任把這些混淆了的視聽搞清楚的，是必須誠實(shí)地向讀者報(bào)告的。那么，“似是而非誰得知”？最終還得回到那個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上：判別一個(gè)水稻品種是不是雜交水稻，沒有相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，只有絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是你有沒有發(fā)現(xiàn)和培育出具有“單一性功能”的水稻，有沒有找到那個(gè)對(duì)雜交水稻最關(guān)鍵、最根本的母本。盡管這僅僅是第一步，卻是至關(guān)重要的第一步。很多人后來對(duì)袁隆平低估或誤解，主要原因就在于他們根本沒有理解雜交水稻之所以為雜交水稻的根本之所在。

誠然，歷史是一筆巨大的遺產(chǎn)，每一個(gè)想要?jiǎng)?chuàng)造歷史的人，幾乎都要承載歷史。科學(xué)是繼承性極強(qiáng)的文化形態(tài)之一，科學(xué)成就在本質(zhì)上是積累的結(jié)果，一個(gè)科研工作者，必須虛心接受和吸取前輩的科學(xué)遺產(chǎn)，才能站在前人的肩膀上，如此才能從前人占有的制高點(diǎn)上重新出發(fā)。而科學(xué)從來就是一場(chǎng)接力賽，有如階梯式遞進(jìn)的攀登，任何發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)造都不能用“橫空出世”來形容，而是一代一代接力完成的。從人類對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)利用的角度看，袁隆平既有開創(chuàng)性，也是一個(gè)繼承者。在袁隆平之前，國內(nèi)外很多科學(xué)家在雜交水稻領(lǐng)域傾注多年心血，但他們研究出來的新品種也并非真正意義上的雜交水稻，國際水稻界和遺傳育種學(xué)界也普遍不認(rèn)同在袁隆平之前就有人攻克了雜交水稻這一世界性難題。然而，這些前輩科學(xué)家對(duì)雜交水稻的探索也絕不是徒勞無益的，一如證明“哥德巴赫猜想”一樣，他們也在一點(diǎn)一點(diǎn)地推進(jìn)雜交水稻的科學(xué)進(jìn)程，袁隆平也是在前輩的積累上起步的。以哥德巴赫猜想為例，從1920年挪威數(shù)學(xué)家布朗證明了“9+9”，歷經(jīng)近半個(gè)世紀(jì)，世界上最杰出的數(shù)學(xué)家都在一步一步地證明，到1966年中國數(shù)學(xué)家陳景潤證明了“1+2”，人類離摘取這顆“數(shù)學(xué)王冠上的明珠”僅一步之遙了，迄今又過去半個(gè)世紀(jì)了，陳景潤的“陳氏定理”依然無人超越，距那顆“數(shù)學(xué)王冠上的明珠”依然是一步之遙，越是到了最后一步，越是可望而不可即。

人類離發(fā)現(xiàn)奇跡的時(shí)刻也許就是一步之遙，但何時(shí)才能跨出關(guān)鍵的第一步？

神奇的發(fā)現(xiàn)

一所偏僻山谷的農(nóng)校，一位普通的農(nóng)校教師，離那個(gè)屹立于世界之巔的科學(xué)殿堂實(shí)在太遙遠(yuǎn)了。在科學(xué)探索之路上，“無知者無畏”是絕對(duì)行不通的，若要突破這個(gè)大限，無論在理論上還是在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)人類智慧和科研水平都是極高的挑戰(zhàn)。