辛勤耕耘三十载 遗传育种惠人民

2021-08-18 13:09
科学中国人 2021年17期
关键词:大麦青稞遗传

李 桐

冯宗云在云南进行大麦夏繁加代播种

“洪范八政,食为政首。”我国是农业大国,农业在我国国民经济发展中占有重要位置。一直以来,习近平总书记高度重视粮食生产和安全,曾在相关讲话中表示:“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上。”“让农民用最好的技术种出最好的粮食。”而作物遗传育种就对促进现代农业的健康发展和保障我国粮食安全具有重大意义。

大麦在我国属于小宗作物,但却是中国古老的粮食兼饲料作物之一,迄今已有5000年的栽培历史,在我国的农业生产中占有重要位置。根据相关报道:2019年,中国啤酒大麦、饲料大麦、青稞总面积为133.3万公顷(hm2),总产量为550万吨(t);2019年中国大麦(青稞)消费总量为1031万吨(t),其中57.5%靠进口。在我国大麦(青稞)供不应求的现状之下,对其进行遗传育种研究对我国农业发展影响意义深远。

一粒种子改变一个世界,一个品种可以造福一个民族。作为把自己的青春与热血奉献给祖国农业科研事业的中华赤子,四川农业大学农学院作物遗传育种学系教授冯宗云至今已从事农作物遗传育种研究长达34年,从事大麦(青稞)研究已逾25年。多年来,他的科研足迹遍及我国四川以及青藏高原等多个地区,为当地农民指导大麦(青稞)生产,将论文写在大地上,将研究成果真正惠及到人们的生活中。

与农结缘,情系大麦(青稞)遗传育种

仓廪殷实,是国家之福,是百姓之盼。一直以来,农业就在人们的生活中占有重要的地位。从小成长于农村的冯宗云,更能体会农民的辛劳,他深知“人误田一时,田误人一年”的道理。

1982年,高中毕业后的冯宗云以优异的成绩考入了四川农学院(1985年更名为四川农业大学),至今他犹记得当时在专业选择时,首先映入眼帘的就是“农学专业”。“当时我还在想,学好农学专业,毕业后还可回家用所学知识种好庄稼,帮助父老乡亲摆脱贫困,也不失为一种好的选择。”冯宗云笑言。

事实上,在读大学之前,冯宗云对作物的遗传育种并不了解,他直言在读了大学之后才了解到农作物的遗传育种、栽培等。当时,四川农业大学在水稻、玉米、小麦、大麦、棉花、油菜、甘薯、马铃薯等作物的遗传育种方面有着多年的研究历史,通过对这一领域的学习,他深刻了解到作物的遗传育种对于提高作物的粮食产量和提升品质意义重大。大学入学时的学前教育上,于伟老师介绍了学校的两位老院长——“川农大精神”缔造者、著名水稻专家杨开渠教授和著名玉米专家杨允奎教授,他们对科学研究的执着、献身的精神时刻激励着冯宗云,加深了他对农学专业学习的兴趣与激情,并让他立志成为一名农学专家。除此之外,荣廷昭院士、周开达院士等老一辈科学家在作物遗传育种的理论与实践课的教学与科学研究中兢兢业业、无私奉献,潜移默化地对冯宗云产生了深刻的影响,这一切都为他今后步入作物遗传育种研究领域奠定了坚实的基础。

1986年,冯宗云从四川农业大学农学专业毕业后被分配到四川省农业科学院水稻高粱研究所,从事高粱遗传育种(杂交高粱)研究工作。在这段时间,他比较深入地开展了高粱主要经济性状的数量遗传学及杂种优势的生理生化基础研究,为指导高粱育种奠定了理论基础。他们选育出的高产抗病早熟高粱杂交种“泸杂四号”于1992年、1994年分获泸州市科技进步奖一等奖、四川省科技进步奖三等奖(冯宗云排名第3)。

在专心从事科研工作的同时,冯宗云也在进行着四川农业大学作物遗传育种专业硕士学位的攻读。在研究生阶段,冯宗云在跟随导师从事玉米遗传育种研究的同时,也涉足高粱的遗传育种研究,并通过不断的研究探索积累了大量数据资料。值得一提的是,硕士研究生期间,在导师荣廷昭院士、高之仁教授指导下完成的硕士论文中,他提出了利用动力学参数Km早期预测玉米杂种优势的方法,其主要成果发表在《核农学报》上。

多年的研究积累,为冯宗云今后的科研之路打下了坚实的根基。自1994年7月起,他开始担任四川农业大学农学院作物遗传育种学系教师。彼时,学校从事大麦(青稞)遗传育种研究的老师青黄不接,在时任农学院院长荣廷昭院士的建议下,冯宗云勇担重任,自1995年起一直从事大麦(青稞)遗传育种等研究工作,20多年来从未动摇。

从事科学研究一直是冯宗云刻在骨子里的信仰。1997—1999年,冯宗云也曾在地方担任科技副县长一职。在从政时期,他还经常将研究大麦的科研材料带到县上的驻地,用行动实践着自己的研究理想。“尽管留下继续从政就代表着有更进一步的职位升迁机会,但是我内心还是放不下科研。”因此,冯宗云决心继续攻读时任四川大学副校长的张义正教授的遗传学专业博士学位。在博士研究生期间,他的博士论文的部分研究成果“中国青藏高原野生及栽培大麦的分子多样性研究”经专家鉴定达到国内领先水平,2006年获四川省科技进步奖三等奖(主持)。

和美国康奈尔大学著名小麦育种家Mark Earl Sorrells教授在国际会议上合影

艰难的科研环境,从未打倒冯宗云的科学研究决心。20世纪90年代,国家对于大麦(青稞)的遗传育种研究的支持力度较小。在资金周转不开的情况下,冯宗云毫不犹豫拿出了自己的一部分工资用于科研探索,支付土地租金及劳务费。十几年在艰难的科研环境中不懈攻关,直至2007年他成功申请到国家原农业部行业科技专项基金项目“西南地区饲料和啤酒大麦与青稞品种筛选及生产技术研究”之后才得以好转。

30余载攻坚,取得累累科研硕果

秋去春回,冯宗云将自己的时间与心力全部浇注在大麦(青稞)遗传育种研究中。“那个时候我一直想成为一名农学家,想为四川乃至国家的粮食增长作出一些贡献。”他说。不忘初衷,冯宗云在科研道路中不辞劳苦,不遗余力,最终在大麦(青稞)遗传育种领域研究中,取得了一系列创新性科研成果。

教学良师。坚持正确的政治方向,在事关政治立场、政治方向、政治原则、政治道路问题上与党中央保持高度一致,热爱马克思主义理论教育事业。牢固树立坚定的理想信念,不断增强为思想政治理论教育事业服务的责任感和使命感。有扎实的马克思主义理论基础、较高教学水平和较强科研能力。深入学生、了解学生,提高教学艺术和教学能力,打造有效课堂。注重道德修养,提升精神境界,为人师表。

一直以来,冯宗云的大麦(青稞)遗传育种研究是植根于四川省大麦生长、生产的主要现状而展开的。在他的介绍下,记者了解到:四川省作为我国大麦(青稞)主产区之一,大麦栽培遍及全省各县(市),栽培历史悠久。而四川省的凉山彝族自治州、甘孜藏族自治州、阿坝藏族羌族自治州、德阳市、绵阳市、南充市是四川省大麦(青稞)的主产区,占全省大麦(青稞)面积的70%以上。该区域大春作物主要为水稻、玉米、烤烟等,由于四川省机插秧的推广,要求前作早收获(一般要求在5月上旬前收获),而冬春种植小麦、油菜的弊端日益突出,难以适应新时期经济社会发展的需求。

通过调查分析四川省大麦(青稞)生产及需求情况,冯宗云及其科研团队发现,在四川大麦生产中存在以下问题:品种少,品种单一且种植时间长,退化严重;产量低,抗病性及品质差;栽培技术不配套,生产不规范,产品不专用;生产规模小,选育和推广高产抗病早熟优质大麦新品种迫在眉捷。

从2008年至今,冯宗云一直是国家科技创新体系基地建设项目国家现代农业产业技术体系(大麦青稞体系)成都综合试验站站长。在这一阶段,他深入到大麦(青稞)生产一线,认真调查分析了四川省大麦(青稞)生产及需求情况,开展了高产抗病早熟优质饲料(啤酒)大麦新品种选育研究,采用系统育种及杂交育种方法,主持选育出高产、优质、抗病及广适大麦新品种2个,于2011年通过了四川省农作物品种审定委员会审定,合作选育1个。

在潜心开展科学实验的同时,冯宗云十分重视把科研成果尽快应用到生产中。特别是由他主持选育的“川农饲麦1号”大麦新品种已成为四川省大麦主产区主栽品种,约占全省大麦面积的80%以上,增产显著,社会经济效益突出,经专家鉴定达到国内领先水平,并获2014年度四川省科技进步奖三等奖。

除此之外,根据农业供给侧结构改革“粮改饲”、化肥减量及四川省乃至西南民族地区脱贫攻坚的需要,针对四川省乃至西南地区优质高产抗病饲用大麦品种、优质高产籽粒生产集成技术体系、青贮生产集成技术体系、良种繁育技术体系缺乏等问题,冯宗云从2006年起,受“十一五”国家原农业部农业行业科技专项、国家大麦产业技术体系建设及“十二五”“十三五”国家农业农村部大麦青稞产业技术体系建设基金支持,重点开展了饲用大麦种质资源评价筛选与优异种质创制、饲用大麦(青稞)新品种选育与生产关键技术集成研究与示范推广工作。

功夫不负有心人,通过多年扎根一线的创新探索,冯宗云成功建立了饲用大麦籽粒及青饲(贮)优质高产生产关键集成技术体系,为四川省乃至西南大麦产区提供了“优质、高产、抗病”的饲用大麦新品种及生产关键技术,并于2019年成功获得了四川省科技进步奖三等奖。通过杂交育种选育出的青稞新品种“2011031”及黑青稞新品种“翔云大地”正在示范推广。

面对接踵而来的荣誉,冯宗云内心充满了感慨:“其实对于小宗作物而言,能得到三等奖已经相当不容易了,我们所优选的品种具有高产、品质好、抗性好、使用范围和推广范围广等一系列特点。而其关键技术集成,在西南地区都是领先的,目前相关技术已达到国际先进水平。”冯宗云说。

科技落地,科研成果惠及三区三州

远方来客,赠予青稞和美酒。一直以来,青稞在藏族人民的心中有着特殊的地位。“其实,裸大麦,就是不带稃的大麦,在青藏高原地区是主要的粮食,藏区称为青稞,而我们平时说的大麦,是指有稃的皮大麦。”冯宗云介绍说。作为高原特色作物,青稞是藏区农牧业的主导产业和特色优势产业,而受当地自然环境和社会条件的严重制约,青稞粮草的生产是农牧区经济发展和农牧民经济收入的基础。

近年来,随着对青稞营养保健价值认识的提高和农牧民生活的不断改善,青稞及其加工产品如青稞米、青稞糌粑粉、青稞麦片、青稞酒、青稞挂面等特色产品备受人们青睐,市场需求越来越大。但由于青稞是小宗作物品种,品种选育和栽培技术发展缓慢,产品单一、产量低、效益低,严重影响了农牧民种植积极性,制约着青稞产业的发展。

同时,由于历史、地理、文化的差异,我国藏区劳动者接受先进育种技术的能力和意识有限。在这一现状下,身为农业农村部以及四川省人社厅指定的扶贫专家,冯宗云十分忧心当地群众的经济与农业发展。从2011年开始,他就在科技助力精准扶贫、脱贫的道路上竭心尽力,不断前行。

每年,冯宗云都会花费几个月的时间前往西藏等藏区进行青稞的生产示范与技术普及。青藏高原氧气稀薄,每次前往,他都要承受严重的高原反应。藏区路况险恶,常有事故发生的危险,但是多年来冯宗云和研究团队从未想过放弃。他深知:在藏区如果要得到百姓们的信任,就要用自己的技术真正惠及人们的生活。而正是在这一目标的支撑下,冯宗云始终坚守着自己的科研信念。

“三区(西藏自治区和青海、四川、甘肃、云南四省藏区及南疆的和田地区、阿克苏地区、喀什地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州四地区)三州(四川凉山州、云南怒江州、甘肃临夏州)”,是国家层面的深度贫困地区,是国家全面建成小康社会最难啃的“硬骨头”。而多年来冯宗云的科技扶贫脚步就主要停留在这些地方。语言不通,他就让随行指导的藏族学生进行翻译。通过他与科研团队的不懈努力,他们成功为当地的青稞加工企业、老百姓、种植大户、技术员、农技员等提供了线上、线下培训。迄今为止,已有近千人次得到了冯宗云所提供的科普服务。值得一提的是,冯宗云还在国家人社部的支持下,为西藏地区少数民族特殊人才培养计划培养了藏族特殊人才6名。“西藏地区的少数民族代表从我这里学习到关于青稞种植等相关技术知识,再带回去给老百姓,再这样一代代将科研知识与技术传承下去,意义十分深远。”他说。

通过技术培训与示范,冯宗云近三年在四川、云南等冬闲田较多的稻(烟草、玉米)麦轮作区推广饲用大麦籽粒及青饲(贮)生产关键技术集成体系,占全省饲用大麦面积的80%以上。至2019年累计面积达16.8万公顷(hm2),创经济效益为10.04亿元,大幅减少了化肥和农药的施用,实现了大麦生产资源节约和可持续发展,为四川省深度贫困县的精准扶贫发挥了重要作用,社会生态效益显著。

展望未来,深入杂粮作物研究

把时间花在地里,把百姓装在心里,多年来冯宗云在大麦(青稞)的遗传育种研究中乐此不疲。如今,相关研究领域的发展现状与前景越来越好了,特别是在国家现代农业产业技术体系建设——大麦青稞产业技术体系的建立背景下,他和研究团队继续向前驰骋的决心也愈加坚定了。

在这一现状下,近些年来冯宗云已经将四川省从事大麦(青稞)研究的相关人员召集在一起,成立了四川省大麦青稞创新研究协作组,同本领域的科研人一起集思广益,开展协同创新攻关。在不同科研思想的交流碰撞下,冯宗云不仅收获了很多志同道合的伙伴,也在这条道路上走得更加坚定与踏实。

参加藏区青稞精准扶贫时和藏族群众在一起

小宗作物,大有作为。一直以来,冯宗云始终希望自己能够将大麦(青稞)遗传育种这项科研工作一代代传承下去。因此,科研之外,他还倾注大量的心血在大麦(青稞)育种科研人才的培养上。

从1994年7月至今,冯宗云一直作为四川农业大学农学院作物遗传育种学系教师,并先后承担“遗传学”“生物统计学”“作(植)物育种学”“生物技术”等课程的教学,20多年来,他始终坚守在教学岗位上,一刻都未曾松懈。

在对学生的培养上,冯宗云一直以来都独有心得。在专业学习方面,他会从学生自身的角度出发,为他们制订学习计划、学习目标,培养其组织管理能力、论文写作能力等。学习之外,他还十分注重学生人文素质的培养,让其能在未来的社会生活及工作岗位,成为有用之才。

薪火相传,育人不倦,从教20多年至今,冯宗云不仅主编出版了《遗传学》教材、《徐廷文大麦学术文集》各1本,还编著出版了《大麦丰产栽培技术》《大麦燕麦高产关键技术》《大麦特异遗传资源分子生物学研究》各1部,为大麦(青稞)遗传育种技术的学科发展提供了坚实的理论基础。多年来的孜孜教导,迄今为止,冯宗云已成功培养毕业5名博士,44名硕士,在读博士生4名(其中国外学生2名)、在读硕士生7名,毕业的2名青稞博士(含1名藏族女博士)分别被聘为研究员、副研究员,并已成为藏区青稞研究专家,1名年轻研究员(1984年生)已成为中国农业科学院作物科学研究所大麦青稞研究专家,为本领域输送了大量新生科研力量。

时间之河匆匆流逝,转眼间,冯宗云也五十有余。但是闲不住的他,在大麦(青稞)遗传育种的研究领域中,仍然有无限的科研抱负亟待施展。展望未来,针对藏区的大麦(青稞)育种现状,他希望能够集结从事这一领域研究的优秀科研人,按照其专业方向进行合理科研分配,最终科研落地;同时,选出能够带领藏区大麦(青稞)育种的领导者,将整个藏区的5年计划贯通起来,为其今后作物产量的提高以及产业的良性发展奠定坚实的基础。除此之外,他还希望能够通过自己团队的研究力量成立四川省杂粮作物研究重点实验室,为四川农业大学在这一领域的发展站稳脚跟,在四川省或西南地区,甚至全国杂粮的研究中,奠定团队的优势地位。

五十而知天命,更知内心之所需。2021年是中国共产党成立一百周年,作为一名共产党员,冯宗云身担职责,运用科学为祖国大麦(青稞)育种事业献力的信念也愈加强烈。未来,冯宗云仍将不忘初心,在大麦(青稞)遗传育种研究中继续谱写人生的使命与价值。

无惧时间更迭,冯宗云一直在路上!

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