2021 年 5 月 22 日，我們景仰的袁隆平先生與世長辭。半個多世紀以來，袁先生作為科學精神的一個标志性符号，激勵着我們一代又一代的農業科學工作者攻堅克難，勇往直前。他的創新精神和開創的事業，為我們留下了豐富的遺産。回想本人的科學生涯，體認到我與袁先生有過三次重要際遇，所受裨益終生難以忘懷。特此追憶，以資紀念。
第一次際遇發生在 1987 年，我科學生涯的起點，這次際遇決定了我後來幾十年的發展方向。1986 年，我從美國留學歸來，回到77779193永利官网開始自己的科研工作。在美國攻讀博士學位和博士後期間，我研究的是大麥群體遺傳。我很清楚，回到國内，尤其是回到湖北，農業科研的主戰場無疑在水稻。其時，正值袁隆平先生領導的雜交水稻在中國取得了巨大的成功，對雜交水稻的育種、栽培和推廣研究可謂風起雲湧。但是我該如何起步呢？正在我躊躇之際，袁隆平先生 1987 年在《雜交水稻》上發表了“雜交水稻的育種戰略設想”，提出了雜交水稻育種的三個戰略階段：（1）三系法為主的品種間雜種優勢利用（2）兩系法為主的亞種間（籼、粳）雜種優勢利用（3）一系法遠緣雜種優勢的利用。當年啟動的國家 863 計劃将“兩系法亞種間雜交稻的培育”作為農業生物技術領域的主要攻堅目标之一，列入了 101 主題。袁先生的文章和863 計劃提出的目标對于我确定研究方向産生了重要影響。
“兩系法” 雜交稻培育的一個關鍵元素是光溫敏雄性不育系。1973 年湖北沔陽的石明松先生在沙湖原種場種植的晚粳稻“農墾 58”中發現了一個雄性不育突變（我們稱為“ 58S”），其後十多年的研究确定該不育株的育性受光周期調控，在長日條件下表現出雄性不育，在短日條件下正常可育。上世紀 80 年代中期，很多單位都在利用光敏不育水稻培育新的雜交稻，1987 年啟動的國家 863 計劃将光敏不育基因的克隆作為内容之一，随後國家自然科學基金委員會還設立了光敏不育水稻研究的重大項目，一時間，似乎全國的水稻科研人員都在開展光敏不育水稻的研究工作。1987 年，我在農業部的生物技術計劃中申請到一個課題，經費 8 萬元，要在 3 年内克隆光敏不育基因。由此開始了我的水稻科研生涯。我們課題組經過十多年的艱苦工作，到 1999 年，獲得了如下結果：58S 為農墾 58 的單基因突變，該基因位于水稻第 12 染色體（Pms3），而 58S 與多數品種還有另外一個基因的差異（Pms1），位于第 7 染色體。2012 年，我們發表了 Pms3 克隆的論文，該基因為一個長鍊非編碼 RNA。2016 年，我們發表了Pms1 基因的克隆文章，有趣的是該基因也編碼長鍊非編碼 RNA，而且是被剪切成為若幹長度為 21nt 的小 RNA 來調控育性。一個三年的課題，一做就是 30年。目前我們還在繼續對這些小片段 RNA 的調控機理進行研究。
“亞種間”雜交稻的一個關鍵元素是廣親和基因。籼稻與粳稻雜交，雜種育性一般較差，結實率低。這個現象生物學上叫做“生殖隔離”，是物種形成和得以維系的基本機制。袁隆平先生的文中提出用廣親和基因來克服雜種育性低的問題。1986 年，日本學者池橋宏報道，某些水稻品種第 6 染色體有一個廣親和基因 S5，帶 S5 基因的品種（廣親和品種）無論是與籼稻還是粳稻雜交，其雜種均能正常的結實。于是，本課題組于 1991 年開始廣親和基因的研究，2012 年我們發表了該基因克隆的結果，揭示出 S5 位點由三個緊密連鎖的基因構成，編号 3、4、5，構成一個“殺手--保護者”工作模式。在籼稻中，3 号和5 号基因有功能（3+，5+），4 号基因沒有功能（4-）；粳稻則相反，4 号基因有功能（4+），3 号、5 号沒有功能（3-，5-）。有功能的 5 号與 4 号基因一起（4+，5+），構成殺手，而 3 号基因（3+）則行使保護者作用。在雌配子形成過程中，4 号和 5 号基因（4+，5+）共同作用殺死配子，籼型配子由于 3+的保護，正常存活，粳型配子（3-）無 3+的保護而死亡。其結果，籼粳雜種表現為半不育。廣親和品種沒有殺配子的功能，故能與籼、粳稻均能産生正常可育雜種。這一研究結果極大地促進了亞種間雜交稻的培育，同時也豐富了演化遺傳學中生殖隔離的理論。
高水平雜交稻的培育依賴對雜種優勢的生物學機制認識。然而，由于實驗材料、研究思路及研究的技術手段諸多方面的限制，世界上關于植物雜種優勢形成的機制的研究在過去近百年進展不大。1981 年，福建三明農科所謝華安先生培育出雜交稻品種“汕優 63”，由于其優勢強，适應性好，到 1989 年年種植面積超過 1 億畝，成為有史以來在我國年種植面積最大的水稻品種。本課題組于 1991 年以汕優 63 為材料開始了雜種優勢的生物學基礎的研究。通過“永久F2”群體設計，應用新興的基因組技術，解析了加性、顯性、上位性等雜種優勢的遺傳組分，克隆了決定産量和雜種優勢的基因如 GS3、Ghd7、Ghd7.1 等。為進一步提高雜種優勢利用水平提供了理論基礎和基因資源。
上述研究成果，使我和袁隆平、李家洋先生一起獲得了 2018 年的未來科學大獎 -- 生命科學獎。
第二次際遇發生在 2010 年，這次際遇在困境中給我以鼓舞和力量。2009年，我們課題組研發的轉基因抗蟲水稻“ Bt 明恢 63” 及其雜種 “BT 汕優 63” 在經過了 10年的生産性實驗和安全性評估之後通過了國家轉基因生物安全委員會的評價，農業部有關負責人于同年 11 月到77779193永利官网向學校頒發了該轉基因水稻的兩張安全證書。安全證書的頒發，水稻科學界歡欣鼓舞，認為轉基因水稻商業化生産的時機已經到來，我國農業生物技術産業化将迎來一個新的局面。然而，受一些勢力的操控，社會輿論對轉基因水稻的攻擊抹黑也到了白熱化的程度，本人深陷轉基因水稻輿論圍攻和謾罵的困境之中，不堪其苦。
值此困難之際，2010年 3 月 12 日，袁隆平先生邀請我到長沙，共話轉基因水稻。時年，袁先生已年屆八旬，仍精神矍铄。報告之前，他在辦公室熱情地接待了我，然後安排我在他們雜交水稻工程技術中心報告廳作了題為“轉基因作物的機遇和挑戰”的報告，袁先生親自主持了報告會。參加報告會的有國家雜交稻工程技術研究中心、中國科學院亞熱帶農業生态研究所、湖南省農業科學院、湖南農業大學等單位的研究人員，以及參加“2010 年超級雜交稻第三期目标攻關會議”的湖南省基層農技幹部共 200餘人。
袁先生興緻勃勃地聽完了報告。在報告提問的環節，袁先生就轉基因抗蟲水稻的安全性實驗、抗除草劑轉基因作物除草劑用量等問題行了讨論，并表示了對轉基因作物的研發和政府的決策熱情支持的态度。他說，轉基因作物的發展是全球趨勢，轉基因技術的運用肯定是今後發展的方向，将常規育種技術與分子技術相結合将會使我們水稻的育種工作如虎添翼。為了消除公衆對轉基因抗蟲稻米安全性顧慮的問題，他表示願意作為第一個志願者來吃，并熱情的号召現場的觀衆都來吃。報告會聽衆提問踴躍，讨論氣氛活躍，整個報告會曆時近 3 個小時。
報告會後，袁先生還組織國家雜交稻工程技術研究中心研究人員與我們一行進行了座談交流。我們雙方均期待充分利用各自在水稻基礎研究和育種實踐中的互補優勢，在信息共享、人才培養、項目研究等方面進一步加強溝通與合作，共同努力更好的推動我國水稻科研事業的發展，為确保我國糧食安全做出新貢獻。
報告會活動結束後我與他辭别，袁先生深情地拍着我的肩膀，鼓勵我要克服困難，頂着壓力堅持下去。這次長沙之行給了我很大的鼓勵。
第三次際遇發生在 2018 年，這次際遇鼓勵我再接再厲，終生奮鬥。這一年，我與李家洋、袁隆平先生共享未來科學大獎--生命科學獎。我自己的感覺是，與袁先生對糧食生産的貢獻相比，本人在雜種優勢相關方面的研究成果比較渺小，這次獲獎頗感意外。袁先生因為身體的原因，沒有參加在北京舉行的頒獎典禮，用視頻發表了獲獎感言。雖然 88歲的高齡，但老骥伏枥、志在千裡的豪情壯志依然洋溢，他說道：“我還有兩個夢，一個是禾下乘涼夢，一個是雜交水稻覆蓋全球夢。我的心願是發展雜交水稻，造福世界人民。我衷心期望，雜交水稻這一成果不但能夠增強我們飯碗牢牢的掌握在中國人的手裡的能力，同時也為保障世界糧食安全發揮重要的作用”。在中華文化中，88 是“米”字，在米壽之年獲此大獎，對水稻人是非常吉利事情。聽着他的講話，除了佩服他的精神外，還期待上蒼再賜 20年，讓袁先生能實現他的宏願。
與袁先生相似，我也有兩個夢，也一直在為之奮鬥。一個是“綠色超級稻”夢，讓水稻生産“少打農藥、少施化肥、節水抗旱、優質高産”，讓糧食安全和資源與環境均能可持續發展，讓農業綠色。一個是綠色營養優質稻米夢，通過黑米主食化，保障糧食安全，促進營養健康。我們要學習袁隆平先生堅定執着的“追夢”精神，帶領團隊為實現這些目标更加積極努力的工作，生命不息，奮鬥不止。
(文：張啟發，77779193永利官网，原文載于《科學通報》，doi信息：10.1360/TB-2021-0516)
