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山西农科院研究员孙善澄与小麦和草相伴57年

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2010年06月02日 09:06 农博网

  著名农学家、已故中国小麦之父金善宝曾说:"我国搞小麦远缘杂交有成就的只剩三人,一个是中国农科院的鲍文奎,一个是中国科学院西北植物所的李振声,再一个就是山西的孙善澄。"

  对普通人来说,一粒麦种,日后就是一捧粮食,是生存的希望;但在孙善澄眼里,一粒种子包含着无数生命的信息和秘密,为了让麦子更强壮,打出更多的粮食,他独辟蹊径,用中间偃麦草和小麦杂交,将草的优良性能导入小麦中;为了让更多的麦田不再因被称为小麦癌症的黄矮病侵害而大面积减产,他先后育成优良的小偃麦新品种20余个、至今仍被国内外广泛引用研究的级别优异的种质资源5个,是我国小麦与中间偃麦草远缘杂交领域的奠基者和开拓者之一,先后荣获国家科技进步奖、国家发明奖,并成为山西省首位何梁何利科学与技术进步奖获得者,这一奖项一直被业界称为"中国的诺贝尔奖"。

  百折不挠,首次破解麦草远缘杂交育种的世界难题

  孙善澄出生于风景秀丽的苏州,童年记忆中,每逢灾年,苏州城大街小巷充斥着从外地逃荒而来的人,这让少年的孙善澄立志从事育种事业,要研究出超高产、超抗性的小麦,让所有的人不再为温饱受煎熬。1950年,孙善澄从江苏农学院毕业,服从国家需要,到了东北农学院翻译前苏联农业高校教材。

  "当时为什么会对小麦与野草杂交感兴趣呢?这可是两个看起来毫不相关的植物呢?"记者的第一个问题完全出自直觉。

  "因为经过长期人工和自然杂交选择,小麦本身许多可供选择的优良抗病抗逆基因越来越贫乏,单产低,容易遭受病害。在接触大量国外农学著作之后,我觉得如果能将与小麦近缘植物所含的许多抗病抗逆基因导入普通小麦中,就能培育出高产、稳产、抗病、抗逆的小麦新品种。"孙老开始慢慢回忆那段青春岁月。

  也正是为实现这一目标,8年后,他如愿调入黑龙江省农科院专门从事小麦育种工作。

  "有没有想过搞远缘杂交的可能性有多大?用多长时间?"

  "一开始我就觉得我的思路是正确的,但把握就不一定有了,搞多长时间更没想过,因为育种是一个非常残酷的工作,出一个品种至少要搞10年左右,人的一生又能有几个10年、20年。"

  当时许多中外农学家的观点是,因为两极分化,小麦与草杂交的结果,要么得到草,要么得到小麦,这种草与麦的杂交种"没有实际意义"。但25岁的孙善澄没有拘泥于"主流"观点,而是选择黑龙江当地生长的8种鹅观草与数十个小麦品种进行杂交,作为他从事小麦与小麦近缘野草进行杂交这一艰辛历程的起点。

  每年的5月至7月,是他最忙碌的时候,每天必须起早贪黑,利用光照和温度调节等手段促使小麦与草花期相遇,然后再仔细观察,精心授粉……试验田种得比养花还精细,但3年的时间先后杂交了上万朵花,却连一粒杂交种子都没有得到,这让原本就不被看好的他遭到了更多的批评。

  面对失败,孙善澄难以接受,却没有放弃:"我想的更多的是不能辜负党和国家的期望,也不能对不起关心和支持我的领导,然后就写信向前苏联的科学家齐津院士求助,没想到院士很快就回信鼓励我,并寄来了国内没有的珍贵的中间偃麦草种子。"

  正当孙善澄重鼓信心,准备再向小麦与中间偃麦草的杂交育种发起冲锋时,一些冷言冷语也开始在他耳边出现。

  "那时候压力确实大,我经常一个人去看自己种植的中间偃麦草,看那油绿的叶子和具有顽强生命力的根系,我想,不但要将偃麦草的这些优良基因转移给小麦,培育出高产高抗的新品种,自己也要学习偃麦草的优良习性,无论周围的环境如何恶劣,也要顽强地生存,为大自然增添绿色。"孙善澄说。

  于是,顶着对科学信念和意志力的双重考验,孙善澄依然在麦田里执著地寻找着,冬去春来,经历过无数次失败与挫折之后,他终于破解了麦草远缘杂交的不亲和性、杂种的不育性和杂种后代疯狂分离三大世界性难题,并于1957年在我国首次得到了一粒小麦与中间偃麦草的杂交种子。尽管这种子又小又瘪,但它所蕴含的信息,验证着科研方向没有错。孙善澄像父母侍候早产儿一样,精心地呵护这来之不易的珍贵的种子,并以它为母本,育成我国第一批小麦远缘杂交新品种,开始大规模推广。当时的孙善澄没有想到,这次成功还会将他引入一个更为广阔的科研领域,使他能沿着这个方向培育出一系列远缘杂交新品种,从而走向他科研事业的巅峰。

 

  寒暑往来,攻克被称为小麦癌症的黄矮病

  孙善澄说,和小麦打了半个多世纪的交道,最开心的事就是看农民丰收时的高兴劲儿。

  但上世纪70年代末,孙善澄却怎么也高兴不起来,小麦黄矮病从甘肃、陕西等地扩散到山西省晋北地区,造成了当地春麦、莜麦3年受灾面积超过500万亩,损失粮食1.5亿公斤。

  小麦黄矮病是一种病毒性病害,可致小麦叶子枯黄,不能发育生长,甚至死亡。自从上世纪50年代在美国加州发现,曾先后在美国、加拿大等国家流行,造成当地小麦的严重减产,国外的许多小麦专家因为找不到抗病材料,将这种病称作小麦的癌症,属于世界性难题。

  "当时我为试种和推广墨西哥矮秆小麦的种植,在广西农科院工作,但山西小麦黄矮病的流行,加上墨西哥小麦试种失败和南方小麦面积逐年退缩,我就带着多年积累的远缘杂交育种材料,来到山西省农科院。"谈及这次经历,孙先生打趣地把自己比喻成候鸟,飞来飞去,但每一次迁徙,都是为了他心爱的育种事业。

  当时孙善澄的思路是,利用麦草远缘杂交的成果,精心筛选出新抗源,然后与普通小麦杂交,培育成新种质资源。说出来只有几句话,但实现起来,这却是一个令人难以想象的艰难过程。好在女儿孙玉,已经放弃自己心爱的专业,成为父亲的得力助手。

  "父亲对育种有一种痴迷,他不玩牌、不打麻将,就是散步,目的地也是小麦试验田。如偶然发现一个好材料,就会像找到宝贝一样高兴。在田间工作大半天,我们都感到有点儿累了,他仍然不知疲倦地调查记录。"谈起父亲,孙玉既是敬佩,又是心疼。

  千淘万滤虽辛苦,一朝功成慰平生。孙善澄和植保工作者终于在自己培育的上万份小麦原始材料中寻找到了答案,这就是世界上难得的抗黄矮病新抗源。然后,他用新抗源育成优良的小偃麦新品种3个、新品系2个和优良新种质20个。为了扩大这项成果的效益,他把这些资源无偿提供给中国农科院、中国科学院、西北农林科技大学等数十家高等学府和科研单位引用或利用,培育出10多个抗黄矮病小麦新品种,进行推广种植。

  但孙善澄并没有满足于此,晋北地区因小麦黄矮病造成的巨大损失一直记挂在他心间。

  "为了能在最短的时间内培育出适合晋北地区种植的抗黄矮病小麦新品种,每年秋天,孙先生都要把主要材料种在口径30厘米-40厘米、近20公斤重的大花盆里,冬天再搬进温室,而且每次都非得亲自搬运,腰都扭伤了,劝也没有用。"

  "从寒风萧瑟的早春到骄阳似火的盛夏,总能看到孙先生在田间工作的身影。夏天,是观察小麦性状和进行选种的重要阶段,他对成千上万株麦穗逐株进行观察,并一一标记挂牌,顶着烈日一站就是大半天,:密码本式:的记录本,记载着每一株麦苗的:身世:,每一年、每一株都有:档:可查。"

  从孙先生的弟子、同事的口中,不难想象出当年为了"晋春9号"的问世,孙先生付出了怎样的艰辛。

  但这个诞生于1989年的新品种不负众望,具有抗黄矮病和耐干热风等特殊抗性,是当时山西省少有的跨省品种之一,据2002年不完全统计,"晋春9号"全国累计推广面积达580多万亩。

 

  历经坎坷,研发出世界上第一个黑小麦品种

  机遇总是垂青有准备的人。

  在人生的道路上,孙善澄朝思暮想的永远是小麦,每粒破土而出的种子,都是他的期待。只要有时间,他就会去试验田里,观察一株株麦苗。然后就到了1965年7月的某一天,这一可以载入小麦史的日子,因为孙善澄在麦田里"不经意"地发现了一株与众不同的小麦。

  "它子粒呈紫黑色,胚乳是透明角质模样,在阳光下晶莹剔透,很是美丽。想起中医上"逢黑必补"的医道,我将它带回去检验分析,结果发现其蛋白质含量非常高。想到3年自然灾害时期,曾设想能培育出一种忍饥耐饱的高营养小麦,我觉得我的这个梦要实现了。"谈起与黑小麦的初次相遇,孙先生依然两眼发亮。

  偶遇,激发了孙善澄的灵感,但就在他欣喜若狂准备大干一番时,文化大革命开始了。

  "文革"结束,孙善澄迎来了科学的春天。他应用遗传学原理和生物工程技术,连续定向选育,1997年,"黑小麦76"终于历经艰辛问世了。从第一代开始,他就利用广西、山西之间的气候差异,加代育种,以缩短育种年限。后来又扩展到云南、黑龙江进行育种,接连几年,都没有在家过过春节。辛勤的劳动换来收获的果实。"黑小麦76"在他的培育下,成了无论在南方、北方、水地、旱地都具有生长发育良好、抗病性强、稳产性好的优良品种。

  黑小麦的问世,有着特殊的意义。经国家权威部门检测,它所含的蛋白质比普通小麦高出60%,含钙量高出3倍,含磷量高出70%,含硒量高出3倍,氨基酸含量高出37%,还含有人体不可缺少的7种氨基酸。国际上著名的谷物深加工综合实验室的动物实验还表明,黑粒小麦吸收率高,在血浆、骨骼、肝脏和盲肠壁中的分布量高。其中含有的以生物黄酮类化合物为主的黑色素,正是目前保健食品的热点。孙善澄作为"黑小麦76"的创造者被人们誉为"黑小麦之父"。

 

  创新发展,研究成果推向全国走向世界

  "孙先生是我们作物所的骄傲,他从事农业科研工作57年来,先后育成各类小麦远缘杂交新品种27个,其中自主育成14个,在全国累计推广面积达1.26亿亩,增产小麦21.7亿公斤,产生社会经济效益25.5亿元,在山西科技界首屈一指,在国内知名,在国际上也有一定影响。"省农科院作物与遗传研究所所长张名昌如数家珍。

  "到现在,孙先生与法国、美国、澳大利亚等7个国家的农学家有联系与合作关系,作物所在国内首家组建的中法合资公司,就是因为孙先生在世界上率先育成黑粒小麦76号,引起了世界小麦科学委员会成员、欧洲最大的种业集团--法国利马格兰集团驻中国办事处的首席代表阿兰博士的重视,并与作物所成立中法合资山西利马格兰特种谷物研发公司,共同致力于黑小麦及其他小麦的研究工作。"省农科院党委副书记邢亚静骄傲地向记者介绍。

  但功成名就的孙善澄并没有停止他在科学道路上前进的脚步。在办公室,老先生从书柜中取出一个上世纪80年代常见的铝质饭盒,从里面拿出两只麦穗,一只像小孩子手掌那么大,另一只像稻穗模样。他说:"特大麦穗是我近年来开展的超高产育种工作所取得的初步成果,如果能将这多粒穗多枝普通小麦再培育几年,就可以成为高营养、高品质和超高产的品种,为我们国家的粮食安全再作贡献。"

  在作物所大楼的南面,种着孙先生这几年的科研成果:多年生小麦。非常适合在山西省干旱、风蚀和荒漠化程度严重的地区种植,具有高蛋白和鲜草产量高的特性,很有希望成为绿色饲料中的一个新成员和改良退化草地的生力军。

  至今,耄耋之年的孙先生仍坚持天天上班,节假日也要到试验田看看。2009年正月初八,他习惯性地去看他的试验田,却惊讶地发现地边的自来水管冻裂,淹没了他从美国引进的多年生小麦材料。他赶紧一边联系工作人员,一边借来镐头刨冰,别人劝他休息一会儿都不听。2008年体检,医院就他的身体状况已经建议他住院治疗,可孙先生惦记着有2项重大科研成果要参加省里的评审,一拖再拖,直到2009年5月份才住进医院,即使在生病住院期间,他还构思了4方面的研究课题。出院的第三天,他的身影又出现在了试验田……难怪省农科院副院长周运宁由衷地说:孙先生不但在科研、攻关、创新等方面走出了一条非常辉煌的道路,也培养了一大批分布在祖国各地的拔尖科研人才。孙先生的大弟子李生海研究员也多次说,每当他在工作中遇到难题想到退缩时,总能想起一个场景,那就是在三伏天的麦田里,年逾古稀的老师为了赶在小麦被高温逼熟前挑选出不良性状被丢失的植株,在成千上万株全黑小麦的群体中,一株一株耐心选择……"

  事实上,有麦草远缘杂交奠定的基础,又经过这么多年的研究,孙老的科研成果就像地下的土豆,只要去深挖,就会一嘟噜一嘟噜地冒出来,近几年来,他又先后创新培育成功饲粮兼用全黑黑小麦、"小二黑"饲粮兼用小黑麦,还与美国堪萨斯州立大学、华盛顿州立大学的两位教授就偃麦草、分枝小麦、多年生小麦在国际尖端的分子生物学层面展开更为广泛的合作研究……我们相信,小麦远缘杂交成果及黑小麦家族会在孙老及其科研团队的研究下,越来越壮大。

  苍龙日暮还行雨,老树春深更着花。办公桌的玻璃板下面,压着孙老的照片,是他在麦田里拍的,笑得非常灿烂,那金色的麦浪和饱满的麦穗,让他看起来幸福无比。(记者 白续宏)

(文章来源:新华网)

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