蓋鈞鎰:奮“豆”不止

蓋鈞鎰及團隊的奮“豆”成果

20多年收集到1.5萬餘份大豆地方品種。1998年,建成世界第三大大豆種質綜合性狀數據庫,其規模僅次於中國國家種質庫和美國農業部的大豆種質資源庫,為中國第二,世界第三。

繪製中國大豆育成品種系譜圖,提出中國大豆品種熟期組劃分方法和品種生態區劃,發現了栽培大豆起源南方野生群體的分子遺傳學論據。

創建的國家大豆改良中心成為我國大豆遺傳改良理論和技術研究的重要平臺與大豆研究領域培養高級人才的重要基地。

即便已到耄耋之年,84歲的中國工程院院士、南京農業大學教授、大豆遺傳育種專家蓋鈞鎰仍如年輕人一般保持著清晨到辦公室,工作到深夜的作息。

在60餘年的研究生涯中,他和同事的腳步走遍全國每一寸生長大豆的土地:收集、整理大豆種質資源1.5萬餘份,創新大豆群體和特異種質2萬餘份,主持參與了20多個大豆新品種的選育工作,長江中下游的3000多萬畝豆田,也在他們的指導下實現了產業化生產。

即便如此,蓋鈞鎰依舊不敢停下科研的腳步。當下,中國的大豆依舊依賴進口,他要和時間賽跑,把飯碗端在中國人自己手裡。只要中國還未實現“大豆自由”,他奮“豆”的腳步就決不停歇。

“誤入”農門的城裡人

那一年,蓋鈞鎰剛從南京農學院(南京農業大學的前身)畢業,留校任教的他主動提出前往農村鍛鍊。

當地的農民可能想也想不到,那個和他們同吃同住,一起挖河、推泥、種地的年輕人,竟然是個連農活都沒幹過的城裡人。

雖談不上家境優渥,但蓋鈞鎰的父母格外重視子女教育,兄妹四人先後被送到當地最好的學校讀書。小學畢業後,蓋鈞鎰以優異的成績考入無錫輔仁中學。這所江南名校,在往後半個多世紀的時間裡,先後培養了十幾名院士,蓋鈞鎰就是其中之一。

學習理科,成為一名科學家,通過科學強國,為國家作貢獻,是那個年代很多有志青年的理想,蓋鈞鎰也不例外。但命運和蓋鈞鎰開了個玩笑,因為身體原因,他學習理科的心願沒有實現,被錄取到了南京農學院。

年輕的蓋鈞鎰心裡一百個不願意,為此,他到醫院做了手術治好了病,再次來到招生辦公室,想看看事情有沒有轉機。但木已成舟,無可改變。回憶當初,蓋鈞鎰坦言:“當時學理工科是最熱門的,也是最值得驕傲和自豪的。非讓我去學農學,真是不知道該怎麼學啊!”

不過,入學後,蓋鈞鎰對農學專業的態度漸漸發生了變化。

當時的南京農學院師資雄厚——小麥科學泰斗金善寶教授、棉花科學泰斗馮澤芳教授、水稻遺傳育種學家朱立宏教授、留美博士吳兆蘇教授、著名大豆遺傳育種和生物統計學家馬育華教授……可謂名師薈萃,群星閃耀。

蓋鈞鎰對這些恩師如數家珍。他們中的大多數人早年留學海外,成就等身,滿懷一腔報國熱情,放棄國外優渥的條件,回國支援新中國的建設。他們的經歷和品格,鼓舞著年輕的蓋鈞鎰。

在蘇北農村,蓋鈞鎰住在一位老大娘家裡。大娘心疼他這個城裡來的大學生,每天自己吃白菜蘿蔔玉米糊,卻將細糧都留給蓋鈞鎰。面朝黃土背朝天的農民和勤懇樸實的房東大娘在蓋鈞鎰心裡刻上深深的烙印,他暗暗立下誓言:“農民真好!我一定要好好為他們服務。”

恩師的引導,農民的辛勞,讓他意識到,擇一事、終一生,民以食為天,從事農業研究和學理科一樣,都是在為國家發展作貢獻。

從無到有的大豆種質資源庫

在我國著名的大豆遺傳和試驗統計學家馬育華教授的指引下,蓋鈞鎰對大豆遺傳育種產生了濃厚的興趣。

1980年,44歲的蓋鈞鎰迎來職業生涯的第二個轉折點——他成功考取了首批國家公派出國訪問學者,赴美國艾奧瓦州立大學擔任客座助教。

艾奧瓦州立大學農學院在大豆科學和數量遺傳方面的研究水平及條件上處於國際領先地位。進修期間,蓋鈞鎰瞭解到,美國20世紀50年代大豆生產因胞囊線蟲病幾乎遇到滅頂之災,是我國北京小黑豆的抗病基因,挽救了其大豆生產的命運。

讓蓋鈞鎰感到難受的是,長期以來,國內受“以糧為綱”政策的影響,大豆因為不是“糧食”,並未受到重視。國內的研究進展緩慢,美國專家卻不惜漂洋過海,跑到中國收集大豆的種質資源,他們不僅用中國的大豆“醫”好了美國大豆的病,還用中國的大豆種質資源作深度科研,反過來掙中國人的錢。

“中國作為大豆的故鄉,卻被後來居上,這可太難為情了。”

在美國的兩年半時間裡,蓋鈞鎰考察了美國大豆產區12個州的大學。訪學的經歷讓他意識到,野生大豆是中國寶貴的財富,其中蘊藏的豐富的大豆遺傳資源亟待人們保護和研究,作為中國的大豆科研工作者,要擔起這個義不容辭的責任。

1982年,蓋鈞鎰回國。因為工作的緣故,他和在上海當高級工程師的夫人長期分居兩地,此次歸國,夫人希望他能到上海來一家三口團聚。但還沒在家待幾天,他就收到了恩師馬育華先生的電報。

“你趕快回來”——在那個通信不發達的年代,短短5個字的召喚勝過千言萬語。蓋鈞鎰決定獨自一人回到南京,全身心投入他鐘愛的大豆研究事業。

蓋鈞鎰深知,優良的基因分散在不同的種質資源中,只有把所有優良的基因集中起來,放到需要的品種裡面,才能培育出高產、抗病、優質的品種。他以大豆資源研究為切入點,在國際植物遺傳資源委員會的資助下,在國內相關農業科研單位協助徵集下,依靠自身力量,在廣大中國南方偏遠地區廣泛徵集大豆地方品種。

“這些大豆都是在他帶領下,調動研究生積極性,到科研單位、到市場、到農民家裡去找來的。”談起恩師,邱家訓感慨萬分。他是蓋鈞鎰教出的第一批學生,幾十年過去,邱家訓也已頭髮花白,但當年下鄉收集種質資源的往事卻歷歷在目:“有時我們去的時候,家裡男人出去幹活了,只留一名婦女在家。我們就在門口等,等到家裡男人回來,把大豆從罈罈罐罐裡找出來給我們。”

就這樣挨個單位要,一村村地找,挨家挨戶地問,從一顆兩顆到成千上萬顆。在20多年的時間裡,蓋鈞鎰一共收集到1.5萬餘份大豆地方品種。在1998年,蓋鈞鎰的研究團隊建成世界第三大大豆種質綜合性狀數據庫,其規模僅次於中國國家種質庫和美國農業部的大豆種質資源庫,為中國第二,世界第三。

“中國所有的大豆產區我都去過。”蓋鈞鎰自豪地說。

縱是如此,他的科研團隊收集大豆種質資源的腳步仍未停歇。他常勉勵大家,在很遠的西南山區,還有大批的傳承幾千年的大豆種質資源等待收集,收集中國原產地的大豆種質資源,就是在積累國家財富。

願找回中國大豆的驕傲

就在蓋鈞鎰潛心研究育種時,國內的大豆種植因受到進口大豆的影響,不斷萎縮。

從1995年開始,我國大豆種植面積和單產遠低於世界發達國家,從原本的大豆淨出口國成為最大的進口國。

“大豆是中國人蛋白質的主要營養來源,中國人喝豆漿就像美國人喝牛奶。”蓋鈞鎰說,優質大豆的培育之所以勢在必行,不僅因為大豆是原產我國的農作物,還因為大豆是最具全面營養價值的農作物,含有豐富的營養物質和各種生物活性物質,是國人食用油脂和蛋白質的主要來源之一。

然而,與我國1億多噸大豆需求量形成強烈反差的,是國內年僅1800多萬噸的供給量,80%以上的需求需要進口。

由於國外地廣人稀,機械化程度高,中國生產一噸大豆的成本是3000元,美國的成本僅為2500元,而且我國進口農產品關稅低,利用關稅提升國產大豆競爭力,收效甚微。

儘管質量參差不齊,但憑藉價格低廉、出油率高等優勢,進口大豆具有極強的市場競爭力。加之我國大豆單位面積產值較低,種植大豆的收益遠遠比不上水稻等其他作物,這也無形中打壓了中國豆農的積極性,甚至一度出現了放棄國內大豆的說法。

“和發達國家相比,我國大豆基礎科研還存在較大差距。”蓋鈞鎰坦言,從美國進口的大豆血緣多來自中國東北,但在不到100年的時間裡,東北大豆就被遠遠甩在後頭——這無異於被掌握了籌碼,若有朝一日出口國通過抬高價格控制大豆貿易,中國將毫無反抗之力,糧食安全將成為一紙空談。

蓋鈞鎰將高產作為我國大豆產業的突破口,除通過常規育種方法選育品種外,還探索通過選育高產理想株型來達到高產突破的目標。他主持和參加育成南農88-31等20多個大豆新品種,在長江中下游和黃淮部分地區推廣5000多萬畝,大豆畝產提高10%,達到近200公斤一畝。在他的團隊努力下,南京農業大學獲批建立“國家大豆改良中心”。他還按照人體健康的需求,培育氨基酸組成均衡的新品種大豆,營養價值甚至高於牛奶。

“依靠科技提高產量、降低成本,朝著發展綠色大豆經濟前進,前途還是很光明的。”蓋鈞鎰說,當務之急是要從政策上加強引導,立足國內解決大豆供應問題;其次要把大豆列入糧食安全體系,加大大豆生產和出口的支持力度,通過大豆加工業和食品工業拉動對國產優質大豆的需求,捧緊國人喝豆漿的碗,把中國大豆昔日的“驕傲”找回來。

繪就全球作物表型研究的“中國方案”

直到今天,蓋鈞鎰還保持著每天早上喝一杯豆漿的習慣。

“只要每天早上中國人的碗裡裝的是自己的豆腐,中國人的杯子裡盛的是自己的豆漿,我的堅持就有意義。”蓋鈞鎰常這樣對身邊人說道。

2016年,好消息傳來。當時的農業部發文,要逐步擴大大豆的種植面積,2020年,大豆種植的面積要比2016年增加三分之一,產量的提升也上升為國家戰略,而蓋鈞鎰團隊的育種技術,將成為這項戰略最堅實的支撐。

2019年10月23日,由南京農業大學、國際植物表型組織(IPPN)主辦的第六屆國際植物表型大會在南京開幕,來自中國、英國、美國、日本、荷蘭、澳大利亞、法國等全球5大洲22個國家的100餘家研發機構的院士、專家、企業代表共400餘人出席會議。

“植物表型研究”是蓋鈞鎰為大豆改良和培育找到的一件新“武器”。在會上,他表示,農作物表型和基因研究的深度和廣度,直接影響到種質資源利用效率和現代種業的可持續發展。

遺傳學一個多世紀的發展證實了內在基因的重要性。近幾十年來,得益於現代分子生物學的發展,科學家們得以通過分子測序一窺作物基因的真面目,但一方水土同樣養一方“豆”,大豆的品質,也就是其表型,由其所在環境和基因型決定。

找基因型首先要找優良的表型,有了表型才知道這是不是優良的基因型。但表型同時也是不易被看見的,作物的產量,要等“長出來”才看見;看作物的抗病性,要發了病才知道;抗蟲性,也要放在田間才能驗證。但人工統計效率低,準確性得不到保證,僅靠技術人員到田裡一個個統計,1萬個小塊田,可能兩三天都走不完。

如何快速地測定多種作物的表型?在蓋鈞鎰看來,當農業遇上大數據,一切都變得不一樣了。目前研究結果表明,作物接受的光和作物的產量、抗病性、抗蟲性、耐逆性等表型有關,如果利用無人機拍攝,便可根據作物反射光譜,對作物各項表型製表進行測算,找到所需要品種。如此一來,便可大大縮短育種時間。

要繪就全球作物表型研究的“中國方案”並非一日之功,這是蓋鈞鎰一個甲子研究生涯中的新挑戰,同時也是新機遇。

回望過去六十多年的奮“豆”歷程,蓋鈞鎰用“路雖遠行則將至,事雖難做則必成”的態度,戰勝一個又一個挑戰。長路雖漫漫,未來卻可期,在他心中,只願早日實現“日暮平原風過處,菜花香雜豆花香”。

通訊員 蔡漪鈴 許天穎


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