袁隆平之后，中国“超级杂交稻”的地火仍在燃烧

“杂交水稻”四个字，几乎无人不晓。

它的伟大，也早已无需多言。半个世纪以来，杂交水稻技术让中国以不足全球9%的耕地，解决了世界近五分之一人口的吃饭问题。

然而，很多人并不知道，今天大面积应用的杂交水稻，主要是亚种内或亚种间杂种，种间杂种优势尚未得到有效利用。

什么意思？

我们吃到的杂交水稻米，来自亚洲栽培稻，主要分为籼稻与粳稻两个亚种，南方多种籼稻，北方多种粳稻。

20世纪70年代以来，袁隆平院士研发的杂交水稻主要是利用籼稻亚种内的杂种优势，实现了水稻大幅增产。

而亚洲栽培稻与非洲栽培稻的杂交，则属于远缘种间杂交。

通常，物种间遗传分化程度越高，生殖隔离机制越复杂，杂种优势利用的难度也越大。但反过来看，一旦突破，种间杂种优势所蕴藏的产量潜力，也将更为可观。

那么，中国的“杂交水稻”还能不能更进一步？

就在最近，国际权威学术期刊《Science》在线发表了一项重磅成果——

南京农业大学万建民院士团队历经18年攻关，首次揭示了亚洲栽培稻与非洲栽培稻种间生殖隔离的分子机制。

这一发现，为打破水稻种间生殖屏障、培育超高产亚非杂交稻新品种提供了重要的理论基础和种质资源。

对老百姓来说，这项研究意味着什么？

对于中国杂交水稻的发展来说，这项研究又意味着什么？

01.

“超级杂交水稻”的三步走战略

为什么科学家们会想到让亚洲栽培稻与非洲栽培稻种杂交？

两个原因：

一方面，全球稻属的24个种里面，被人类驯化栽培的仅有亚洲栽培稻和非洲栽培稻；

另一方面，亚洲栽培稻产量高、品质好，是餐桌上的常客，而非洲栽培稻虽然产量略逊一筹，却身怀“绝技”，不仅耐高温、耐干旱、耐贫瘠，还自带多种抗病虫本领。

能不能让这两种“优等生”水稻联姻，把各自的优点集于一身，种出更高产、更能扛住极端天气的“超级稻”？

想法很美好，但现实却卡了壳。

打个比方：马和驴杂交生出的骡子，集合了马和驴的优点，吃得少、干活多，但它不能生育后代。亚洲栽培稻和非洲栽培稻杂交后也是如此，完全不育。

其实早在几十年前，科学家就发现两种水稻之间存在严重的生殖隔离，杂交后代花粉活力极低、结实率大幅下降，就像一道无形的屏障，把优良基因的交流重组和种间杂种优势的利用阻断在外。

1991年，万建民团队开始研究“水稻杂种优势利用”难题，基于这个问题，万建民提出水稻杂种优势利用的“三步走”战略，稳扎稳打攻克难题。

第一步是利用籼稻和籼稻亚种内的杂种优势。

以袁隆平院士研发的三系法杂交水稻为例，其核心就是利用籼稻亚种内的杂种优势实现增产。

不同籼稻品种间的杂交，能够有效聚合优良基因，在产量、抗性等方面实现互补，是当时及前期水稻增产的重要途径。

第二步则是利用籼稻和粳稻亚种间的杂种优势。

第一步属于品类内的杂交，第二步则提高了难度。籼稻和粳稻之间存在严重的生殖隔离，杂交种常表现出严重的“杂种不育”现象，好在经过长时间的研究，2014年，万建民团队就成功培育籼粳交高产水稻新品种，而后几年，团队更是从分子层面阐明了籼稻和粳稻杂种不育的机理，破解了水稻生殖隔离之谜。

万建民团队发现，引起杂种花粉不育的主效位点RHS12，该位点由紧密连锁的“破坏者”和“守卫者”基因组成。“破坏者”会伤害花粉导致败育，而“守卫者”能解除其伤害并保护花粉正常发育。

有了前两步的基础，第三步就是打响大决战——

利用亚洲栽培稻和非洲栽培稻的种间杂种优势。

这是更难啃的“硬骨头”，也是万建民自2000年回国组建团队以来锚定的方向。

本次万建民团队在《Science》上发表的研究，聚焦于引起亚洲栽培稻和非洲栽培稻种间杂种不育的主效位点RHS3。

这个位点，早在2008年就由万院士团队的博士生张云辉鉴定报道。但当时技术不成熟，基因组测序、基因敲除等手段还未充分应用，团队只能停留在基因挖掘和定位层面。

之后的18年里，团队通过遗传材料获取、基因克隆、亚细胞定位及蛋白互作等多个层面的精细研究，联合国内多家高校和科研单位协同攻关，这才完成了功能解析和机制研究。

最终，他们发现了一个令人惊叹的精密系统：

RHS3位点由3个基因组成，一个像“矛”，能破坏线粒体功能、杀死花粉；

一个像“盾”，能与“矛”相互作用、化解其杀伤力；

还有一个基因像“甲”，能把“矛”送入细胞的“回收站”自噬体进行降解，从而特异性地保护雌配子。

听起来和上一步的RHS12位点相似，但实际原理却相差甚多。

当然，研究清楚机制还不够，万建民团队还找到了一种“盾”有功能而“矛”失活的广亲和种质。它分别与亚洲栽培稻和非洲栽培稻杂交，都能有效克服RHS3位点导致的育性下降问题。

这意味着，团队找到了一把打破生殖隔离的“钥匙”。

02.

杂交水稻的“隐形王者”——南京

在中国水稻育种版图上，湖南有袁隆平，但如果把视线从湖南往东移，移到长江下游的南京，会发现另一片土地，也是世界农业角逐中不可忽视的“中国坐标”。

本次带队攻坚的万建民教授，在水稻研究领域相当权威。

1978年，万建民以优异成绩考入南京农业大学农学系.

1982年，毕业后师从水稻遗传育种专家朱立宏先生，继续攻读作物遗传育种专业硕士学位，从此就再也没有离开过稻田。

1990年，万建民留学日本千叶大学，1995年获日本京都大学农学博士学位。此后他在日本农林水产省农业研究中心任职，主持“日本农林水产省21世纪水稻研究计划”中的多个项目。

2000年1月，他毅然放弃了日本优厚的科研条件，带着一批宝贵的水稻遗传研究资料回到南京农业大学，在南农大深耕杂交水稻二十余年。

当然，在万建民之前，南京以及南农大还出现了一批又一批优秀的“养稻人”，诞生了一个又一个的“传奇故事”。

比如，万建民的老师朱立宏教授。

新中国成立后，朱立宏教授毅然决然从美国实验室回到祖国田间地头，彼时，稻瘟病、白叶枯病和纹枯病等病害在我国稻区日趋严重，成为粮食生产的重大威胁。

朱立宏带领团队开始了艰难的“改造”工作：

将“洋品种”的抗病基因，与国内优良水稻品种的优良农艺性状相结合，在成千上万个杂交后代中，寻找既保留抗病基因、又改良了农艺性状的个体。

最终在80年代中期，团队终于育成87-8072等一批半矮秆、抗谱宽的籼型抗病品系。

还有著名的“南粳之父”王才林。

上世纪90年代，王才林在日本留学期间发现，当时我国粮食生产还是以追求产量为主，不太关注大米品质，而日本早已培育出“越光大米”等一批出色的优良品种。

回国后，他用日本优质粳稻品种“关东194”为父本，与江苏优质高产粳稻“武香粳14”杂交，在2008年育成了南粳系列第一个优良食味粳稻品种“南粳46”，还有高产、稳产、抗病、适应性广的优点，在江苏及长三角地区得到大面积的推广种植。

随后几年，王才林带领他的育种团队用“南粳46”的同批种子，先后培育出更多粳稻系列品种，已经在生产上大面积推广种植的就有“南粳46”“南粳5055”“南粳9108”“南粳3908”“南粳505”和“南粳2728”。

现在知名度极高的南京品牌“金陵味稻”，便是选育“南粳46”为主体的优良食味稻米品种。

正是有这些“献身稻田”的养稻人，南京乃至中国才能在水稻这一领域筑起了难以逾越的护城河。

如今，南京地产稻米立足“高、精、尖”，已注册品牌超100个，且品牌知名度、影响力逐年增强，已经打入浙江、上海市场。

03.

最后的“底牌”

就在最近，某个全平台两百多万粉丝、天天以“保卫老种子”人设博眼球的农业网红，账号被无限期封禁了。

他在视频里对着杂交水稻技术大放厥词，把袁隆平院士的三系法直接扣上“变态杂交”“病态杂交”的帽子，连专业术语里的“雄性不育”都能歪解成“吃了像骡子一样生不出孩子”，对着咱们几十年的科研成果指指点点。

说实话，杂交水稻这个词说起来轻飘飘的，背后全是说不出的辛苦。

就拿广为熟知的袁隆平院士的杂交水稻研究成果为例。

1964年，袁隆平在试验田中发现第一株天然雄性不育株，确定了人工培育杂交水稻的研究方向。

1964 到 1965 年两年时间，袁隆平带着放大镜，带着学生挨个检查了几十万株稻穗，硬生生从里面找出了 6 株天然的雄性不育株——自身花粉完全失效，只能接受外来花粉才能结籽的特殊稻株。就靠这 6 株珍贵的材料，他启动了人工杂交试验。

1966 年在《科学通报》发表论文，系统提出了三系法配套的育种思路。

直到1973年才正式官宣中国籼型杂交水稻三系配套成功。

从正式提出设想到技术落地，前后用了七年，这个速度放在世界农业科技史上，都算得上少见的高效。

而万建民院士团队所研究的亚非栽培杂交稻，从发现RHS3到破解其分子机制，已经走过整整18年，其难度可想而知。

从南京翻到全中国，围绕“杂交水稻”的故事还远远不止这些，那些幕后的人，幕后的故事相当令人动容。

但就算在中国科学家、中国杂交水稻取得巨大成功的背景下，还是有不少言论在诋毁甚至否定杂交水稻的贡献。

有一种言论认为，杂交水稻没那么重要，自己这辈子甚至没吃过杂交水稻。

这或许是当下最大的误解。

杂交水稻的重要性在于，即使你不吃杂交水稻，它对你也很重要，归根结底四个字：

“粮食安全”。

20世纪60年代初期，湖南乃至整个国家都深受饥荒之苦，当时袁隆平院士所在的安江农业学校亦未能幸免。在那时，无论是老师还是学生，每天仅能分到五六两口粮，且无副食、无油水可言。袁隆平自己也深受其害，甚至因饥饿而浮肿。

杂交水稻口感不好，有的人不爱吃。但杂交水稻毕竟是粮食，关键时刻能充饥，更能救人。

更何况，它常年占全国水稻种植面积和总产量的50%—60%，以高产、稳产兜住总量供给，让我国主粮自给率保持在95%以上；同时大量用于米粉、酿酒、饲料和战略储备，降低了整条产业链的成本。

正因为有这块高产的“定海神针”，我们才有余力去种植、去选择口感更优的东北粳稻、南粳等优质常规稻，实现从“吃得饱”到“吃得好”的跨越。

除此之外，还有一种言论认为，中国的粮食供给，完全可以靠市场经济（国际贸易）解决，杂交水稻没那么重要。

之前就有个“知识分子”提过一个案例，日本人爱吃的荞麦，百分之七十从中国进口。大致意思就是说，让一个国家能吃饱饭，本质上不是靠自给自足，而是靠“合理的制度”。

这位“知识分子”还特别强调，有“合理的制度”，没耕地也没关系。

说这句话的人，肯定是不知道我们中国在粮食上被“坑”得有多惨，就拿“四大粮食”之一的大豆来说，2001年入WTO前，美国要求中国必须签署《中美农业合作协议》，开放小麦或大豆市场。

我们反复权衡，最终选择了开放大豆，保住小麦。入世后，中国遵守条约放开大豆市场。面对美国大豆的价格优势，国内豆企很快没人愿意收国产豆了。

2002年，国产大豆产量暴跌，到了2003年，全国豆企都在抢购美国大豆。

然后，美国开始了经典操作：涨价，大豆价格从2200元/吨，一路涨到5500元/吨，让中国豆企和中国豆农损失惨重。

一个靠市场经济解决粮食问题的国家，必然是个被时刻扼住脖子的国家，这类还在相信海外供给的人，不是蠢，而是真的坏。

任何时代，任何国家，农业都是立国根基。

呼唤下一个“超级杂交水稻”，既是期待中国为全球粮食安全继续做出贡献，更是隐含了对中国在全球博弈中牢牢抓住粮食“芯片”这一核心技术的渴望。

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