黄耀祥,生态育种学家,1916年生,广东开平市人,1939年毕业于中山大学农学院,后任广东省稻作改进所技士。建国以来,他任广东省农科院水稻遗传综合技术育种研究室主任,曾兼任省农科院副院长、顾问,省科协副主席、农业部和中国水稻所学术委员,现为中国工程院院士,广东省农科院研究员,华南农业大学教授。黄耀祥一直从事水稻遗传育种科学研究,为我国农业科学和农业的发展做出重大贡献。50年代首创矮化育种工程,处于国际领先地位。促成我国籼稻区矮秆良种化。高秆改矮秆,30年来,累计为社会增产稻谷超过2100亿公斤,他因这一开创性卓越成就,而被誉为“中国半矮秆水稻之父”。 70年代,他开创从化育种工程,是我国籼稻育种矮源利用新发展。80年代起,又开创“早长”超高产育种工程而建成水稻生态育种工程体系,育成的特青、胜优、胜泰和奇妙香等超高产优质品种正在为建设“三高”农业发挥作用。总结提出生态育种战略决策,并写成系列富有创见的代表性文章,从而丰富和发展我国水稻杂交育种的理论和技术水平。曾获全国科学大会先进工作者奖状和国家级科技成果一等奖、科技进步二等奖等,国务院授予全国劳动模范光荣称号。他正为实施“五.二生物工程”,出色完成21世纪粮食增产的艰巨任务
而奋斗。
黄耀祥,生态育种学家,1916年8月17日生于广东省开平县一个华侨家庭。在中山大学附中毕业后,他首先考入所爱好的中山大学物理系,但国事维艰,他目睹不少贫苦华侨所以背井离乡,主要是在国内难得温饱,遂立志“以农立国,振兴中华”,毅然改读农学系,师从我国著名水稻专家丁颖教授。大学毕业后,他曾任云南省农事试验场和广东省水稻改进所技士,1949年底起到现在,相继任广东省农科院(含其前身)水稻所选种组组长和水稻遗传育种研究室主任,一直从事水稻选育种及其理论研究,期间曾兼任广东省农科院副院长,省科协副主席,农业部学术委员,现仍连任中国水稻所学术委员,中国遗传学会广东分会名誉理事长,是全国劳动模范和全国先进工作者。 建国以来,黄耀祥一直从事水稻选育种科研工作。50年代中期,在总结“地方品种整理”,“系统选种”和以茎秆粗壮、耐肥抗倒高产为主要目标的“水稻杂交育种”等选育种经验的基础上,他本着生态育种战略决策,确立以矮秆为主体的综合性育种目标,1965年开创“创造矮秆类型的水稻新品种选育”工程(简称“矮化育种”)。并因应社会主义农业不断发展需要,相继开创“丛化育种”工程、“半矮秆‘早长’超高产育种”工程、“半矮秆‘早长多穗粒’超高产、特优质育种”工程,而体现为不断扩大其生态针对性、相继发展的四个“株型育种”阶段;一个阶段接一个阶段地,在新的基础上解决了向前发展的关键性问题,建成水稻生态育种科学体系,成就显著;充实和提高了常规育种的理论及技术水平,育成了不少著名品种,创造了巨大社会效益,使粮食产量不断登上新台阶。
实施作物育种战略性决策——“水稻生态育种”
鉴于作物的表现型是它的基因型与外界生态环境条件互作的总体现;而水稻品种的高产稳产性能,又决定于它的优良种质遗传潜力及其对外界生态环境条件的适应性。故黄耀样在研究上的首要决策就是创立“生态育种工程”。经过不断努力奋斗,一个阶段接一个阶段地在新的基础上解决了向前发展的关键性问题,做出新成就,而建成生态育种科学体系:
1.开创“水稻矮化育种”工程
广东北靠南岭山脉,南临热带海洋,是我国南方湿热双季稻作带的主要省份。高温多湿,昼夜温差小,容易导致水稻群体郁闭,植株生势弱,抗病抗倒性差;日照少,从而削弱了植株耐密性,极不利于光合作用,生物学产量低,在高产栽培条件下,易导致倒伏减产;加上强风暴雨频繁,高秆品种重心高,更易造成倒伏减产。针对上述不利的生态条件,在生态育种决策思想指引下,黄耀祥确定“以矮秆密节为主体辅以耐肥、耐密、抗倒、抗病等主要特性,并兼具根茎、叶、穗等综合性的高产、稳产形质结构”为耐肥抗倒高产稳产育种目标。于1956年开创“矮化育种”工程而进入“生态育种”亦即“株型育种”的第一阶段。黄耀祥领先启用他在1955年从广西矮仔占系统选育成矮秆密节、耐肥抗倒、分蘖力强、叶片挺直的矮生性基因源“矮仔占4号”为杂交亲本,配置多个性状互补组合,更注意在培育选择过程中出现的超亲变异,于1959年育成我国第一个人工杂交矮秆良种“广场矮”。这是水稻杂交育种的一次重大的突破,引起国内外重视,举世瞩目。随后,菲律宾国际水稻所也于1962年开展了“矮化育种”工作,并于1966年育成第一个半矮生型品种IR8,它比“广场矮”出世迟了七年;到60年代,黄耀祥又相继育成“珍珠矮”、“广陆矮”、“二九矮”等,在我国籼稻区广泛推广,比高秆品种显著增产,在同等条件下,每亩增产100公斤以上,配合良好的栽培条件,产量由过去亩产二百多公斤跃增到三百多公斤,产生了巨大的社会效益,促进我国以矮秆为主体的水稻育种、栽培新体系的确立和发展,进而促成我国籼稻良种矮秆化,实现水稻生产的第一次飞跃。1985年国际水稻所所长斯瓦米特博士在他签发黄耀祥到访的公告上和在黄耀祥在该所“水稻生态育种”和“水稻杂交育种组群筛选法”学术报告的大会上,称誉他为“中国半矮秆水稻之父”。在《水稻生态育种》一文发表后,更多的同行称誉他为“水稻生态育种先驱”。
2.“丛化育种”工程的开创
到70年代,在矮化育种取得突破性巨大成就基础上,为了高产更高产,黄耀祥针对广东省高温多湿昼夜温差小以及昙天多日照少等生态特点,进一步开创“丛化育种”工程,创造具有丛生快长动态株型结构,群体内通风透光好,显著地改进品种的生态特点和生物学特性,提高其耐阴、耐密和耐肥性,在较低光强度下保持较高光合效率的全新的品种类型,从而使多穗数与高穗重这对矛盾在较高的水平上统一起来,可以认为,丛生快长矮秆或中矮秆新类型的选育——“丛化育种”,是选育更高产稳产品种的一个主要方向。这样说来,使丛生类型旺盛的分蘖能力与矮秆类型或半矮秆(中矮秆)类型较易分化孕育较大较重的谷穗这两个特点,凭籍丛生快长(长粗长高)的生理机制而综合一起,是值得深入探究的问题。黄耀祥在亲本选配上,实行把高光效的丛生快长株型与叶绿素(a+b)含量高,具高光机能的矮秆良种配对,将二者的优势结合于一体,从而有效地发挥在高光效育种上,高光效的株型与叶绿素含量高的光效功能二者相辅相成的作用。当年,他开拓利用他育成的携有“sd-1”和“sd-9”互不等位矮秆隐性主基因源丛生快长类型“桂阳矮”,并通过单交和复交相继育成“桂朝”和“双桂”等名种。遗传学家朱立宏教授在“晚籼矮源研究”一文指出,“丛生快长籼稻育种是我国籼稻育种矮源利用新发展,桂朝和双桂1985年种植面积近2500万亩,显示出突出的适应性和丰产性”。其中“桂朝”引进云南栽培,成为第一个大面积亩产超吨粮的新品种;在美国参加遍及四个洲的区域性试验连续四年(1985—1988)都是名列首位;1989年广东省农委和南方日报社联合举办建国以来广东农业科技项目的评比,桂朝被评为最佳效益的科研成果。这里要提出的,研究结果表明,桂朝的耐阴耐密性能突出,始穗期开始在人工创造阴天条件下生长直到成熟,与其他品种相比较它减产得特别少,当时其功能叶片的叶绿(a+b)含量高达2.33mg/dm2,光合效率高。这些优异的生理生态功能是不多见的;此外,桂朝的株型出众。茎叶配置好,它的生物学产量虽高,但群体通风透光尚好,有利于三片顶叶以下的叶片进行光合作用,并有助于根系吸收营养和其他不可缺的活动。典型丛生快长类型双桂(含1号和36号)其有效穗比一般矮秆品种显著较多,但不论在自然光照条件下,或是人工创造阴天条件下,在群体内它的光强梯度都比较理想,而利于通风透光和CO2的供应,显示出高光效株型样相。
3.“半矮秆‘早长’超高产新品种选育”工程
进入80年代后期到90年代前期,即国家“七.五”和“八.五”攻关期间,根据我国人口不断增长,粮田面积日益减少的国情,黄耀祥锐意开创并着力实施“半矮秆‘早长’超高产育种”、工程。所遵循的技术路线,是由于发现“桂朝”所以能够孕育大的穗型是与它的“早长”性能密切相关,从而构想确定的。所谓“早长”,其特点是要求在适当保持现有半矮秆类型综合优良性状,特别是根系发达,高度耐肥抗倒,增肥效应好,和有效穗较多的前提下,早在营养生长前期就长出较长较厚较大的叶鞘和叶片,相应提高假茎的粗壮度和叶面积指数,以利于营养物质的大量合成积累和运转,为重穗型遗传特性的表达提供丰足的物质条件,并成为孕育大穗所需的粗壮载体。 所育成的特大穗型超高产品种,如已于1991年获国家奖的“特青”和创双季稻亩产857.5公斤超世界水平的“胜优”等。它们在广东省历年创高产活动中以及贵州、广西、陕西等省大面积引种结果都比汕优63等杂交稻显著增产。这是超高产育种的重大突破,达世界先进水平;新成果“超高产株型模式构想和育种实践”经省科委于1994年主持鉴定,确认达到国际先进水平。
4.“半矮秆‘早长、多穗粒’超高产特优质水稻新品种选育”工程
进入90年代,即国家“八.五”攻关期间,黄耀祥为适应市场经济发展的需要,又率先开创“半矮秆‘早长、多穗粒’超高产、特优质”水稻育种工程,它是半矮秆“早长”超高产育种工程的延伸。 改革开放以来,随着城乡居民生活水平的不断提高,各地对优质稻米的需求日益迫切,为适应农业生产发展新形势的要求,黄耀祥和他的同事们在超高产育种取得显著成效的基础上,积极开展以“超高产、特优质”为主导的“三高”水稻新品种选育及其理论研究。根据研究室的工作基础,“八.五”期间,特优质级品种的产量指标定为双季稻一造亩产600—700公斤,即比有500公斤生产潜力的主栽优质品种“七山占”增产20—40%;若属一级优质米,其产量指标要求比“七山占”增产40%以上,即一造亩产750公斤左右。 经过不断努力,现已取得可喜成果,育成了达标的拳头品种和适应多层次要求的品种,如:“七秀占3号”、“望稻1号”、“早山占”、“麻包锦”、“澳山丝苗113”、“胜桂”和“胜泰”、以及堪称“奇妙香”的,超高产、特优质香米品种系列。这是一优二高水稻新品种选育的特大突破。 为不断提高科学技术水平,黄耀祥在长期的生态育种进程中,结合实际,开展有关方面的应用和应用基础及创新研究,并不断取得新突破和新成就,已如上述。更要指出的:①在育种方法上,根据杂种后代遗传基因分离重组基本规律和大数法则原理,他成功地创造和验证了可缩短育种年限,提高育种成效的已载入《中国稻作学》的新的育种选择方法“组群筛选法”,它排除了在杂交育种工作上,国内外广泛应用的“系谱法”、“混合法”、“集团法”和“一粒传法”等所存在的缺点并兼有它们各自独有的优点,如“双桂1号”的选育,就是吸取在“桂朝”组合后代中,采用一般系谱法未能选出理想的“丛生快长”类型的教训而采用组群筛选法达到预期效果的;②立足广东,放眼南方稻区,设计出“‘三性’分离优化组配”育种工程;进行早晚稻不同生态类型间杂交,创造感温性强,感光性弱,基本营养生长期适中而适于南方稻区作早、中、晚稻种植的高产稳产品种新类型。这是选育不同季节气候生态广谱适应的高产稳产品种一条创新途径,它有效地解决了过去种植典晚品种,因熟期偏迟未能避过寒害而导致产量不高不稳的长期存在的问题,当前,这种类型已在双晚和单晚稻区占有优势。它们在广东用作晚稻可有效地避过寒露风害,易获高产稳产而成为晚稻的主载品种,使晚稻产量登上新台阶;③充分发挥“官能鉴定”兼容科学和艺术的不可代替性作用,领先启用他所发现或创造的分别具有“sd-1”或“sd-g”互不等位半矮生性主基因或是兼具两者的,为育种家所梦寐以求的矮生性基因源:如“矮仔占4号”、“桂阳矮”(含桂阳矮1号、49号和桂阳C17)、“丛型3号”等,它们都是创新的矮源亲本,杂交配合力强,塑造高产株型效果好。此外更获得不少超亲变异如前面提及的“奇妙香”等的全新类型,不断为水稻选育种增添新鲜血液。
“矮化育种”社会效益知多少
我国籼稻区1965年实现水稻良种矮秆化,到1994年的30年间,纵使本着保守性的推计,累计栽种面积以每年籼稻种植面积4.2亿亩的1/3即1.2亿亩计,则为42亿亩,高秆改矮秆以每亩增产稻谷100公斤的1/2即50公斤计,就为社会增产稻谷2100亿公斤,增值2100亿元。 建国以来,黄耀祥主持育成推广面积较大的品种有50多个,推广面积最大广场矮、珍株矮、二九矮、广陆矮、广解、广塘、双竹占、桂朝、双桂和特青共十个品种累计面积就达8.45亿亩,增产稻谷422.5亿公斤,增值422.5亿元。
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