第8章 袁隆平的梦(3)

【水稻王国的哥德巴赫猜想】

袁隆平选择了水稻，这无疑是一生中最关键的、具有决定性的选择。

如何才能培育一个亩产八百斤、一千斤的水稻新品种？

这是一个农民眼巴巴地向他提出的要求和希望，他接下来的一生，就要从这里出发。

在走过几年弯路或迷途之后，袁隆平原本有些杂乱无章的思路已经越来越清晰，他不再考虑用米丘林、李森科的无性繁殖方式去改良品种、创造新品种了，一心只想在孟德尔和摩尔根的经典遗传学理论中找到那把神奇的密钥。但他们的学说深奥而复杂，当时的中国还处于被西方国家层层封锁的状态，一个偏远山区农校的老师，几乎与世隔绝，要想借鉴国外的前沿科技几乎是不可能的。他只能在当时唯一能看到一点国际消息的《参考消息》上，捕捉到一些东鳞西爪的国外科技信息。

几乎是在报纸的夹缝里，他看到了这样一则让他惊愕的报道：英国生物物理学家弗朗西斯·克里克与美国分子生物学家詹姆斯·沃森，是一对合作研究的伙伴，他们在剑桥大学卡文迪什实验室共同发现了DNA双螺旋结构，并破译了其遗传密码，这项研究成果获得了诺贝尔奖。这个很容易被一眼掠过的消息，却一下子抓住了袁隆平的眼球。DNA是脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid）的英文缩写，在细胞内，DNA能与蛋白质结合形成染色体，而染色体就是细胞内具有遗传性质的物体。DNA双螺旋结构的发现，如今已被公认为20世纪生物学研究中最伟大的科学成就。这种与生物遗传变异密切相关的大分子结构，揭示了生命本质的特性，它的阐明使生物学研究进入了分子水平，使人类社会进入了基因时代。基因是解读一切生命的密码，一代又一代的科学家都在探索，这神秘的基因是如何构造出鲜活多彩的生命的。

而那时候，在中国还很少听说“基因”这个词，也很少使用“信息”这个词，科技信息都被称为科技情报。在那个关键点上，外语帮了袁隆平的大忙。他不但精通英语，在大学时代还学了几年俄语，在安江农校还当过一段俄语教师。那时，安江农校只有苏联的少量的科技报刊，这让他能够通过俄文直接地捕捉西方的一些科技信息。他通过捕捉到的极为有限的科技信息，做出了自己的判断：世界科技进展如此神速，国外的遗传学已进入到分子水平，在生物学和遗传育种学上，这已是脱胎换骨的变化，而我们还在搞米丘林、李森科的那一套，什么无性杂交、环境引诱、风土纯化……不能不说，当时中国的科技水平已经被世界远远抛在了后面，甚至是与世界科学潮流背道而驰。

袁隆平在捕捉国外的科技信息时，从一些学报上捕捉到了遗传育种的重要进展。当时，杂交玉米、杂交高粱和无籽西瓜等都已广泛应用于国内外的生产中，这使袁隆平进一步认识到，孟德尔、摩尔根及其追随者提出的基因分离、自由组合和连锁互换等规律，对作物育种有着非同寻常的意义，只要沿着这一方向或路径进行探索，就可以通过杂种优势这一途径获得高效增产的水稻良种。

杂种，在中国用作贬义词，但在科学利用上，有得天独厚的优势。中国有句俗话，“杂种出好汉”。中国古人早就意识到，要避免近亲结婚，如儒家经典《礼记》中就记载了孔子的一句话：“取妻不取同姓，以厚别也。”近亲结婚，血缘太近，在隐性基因的作用下，其生育的后代特别容易得遗传病或是基因变异病，很难治愈，而且还容易遗传给下一代，这就意味着必须拉开血缘的距离。而所谓杂种，则是通过远缘杂交所产生的后代，如马和驴都是奇蹄目，马科，马属的哺乳动物，当母马和公驴交配就能生出远缘杂交的下一代——骡子，骡子比其父母亲更健壮，但是没有生育能力，“适于劳役，又耐粗饲”，这是可以被人类利用的杂种优势，也是原始自然的杂种优势利用，至少在两千年前，这一优势就被中国古人利用了。

从理论上看，英国19世纪的生物学家罗伯特·达尔文是科学界公认的杂种优势理论的奠基人。只要提到他，很多人首先会想到进化论，他是进化论的奠基人，其实也是杂种优势理论的奠基人。在他所处的那个时代，“杂种优势”尚未成为一个正式的科学名词，但他已经提出杂种优势是生物界普遍存在的现象。尤其是在摩尔根通过果蝇实证之后，从最低等的细菌到高等的灵长类动物和人类，无一例外都具有杂种优势。达尔文用了整整十年时间广泛搜集植物界的异花受精和自花受精的变异情况，于1876年提出了“异花受精对后代有利，自花受精对后代有害”的结论，并以自己的实验结果首先公布了自交与异交导致玉米生长的明显差别。简而言之，玉米通过异花授粉，就有杂种优势现象，而自花授粉则没有优势。而从孟德尔、摩尔根的现代经典遗传学理论出发，利用杂种优势提高农作物产量，改良农作物的品质，在20世纪已是现代农业科学的主要成就之一。

在袁隆平发明杂交水稻之前，世界各国的科学家已先后培育出了可推广的杂交玉米、杂交高粱。在世界三大谷物小麦、水稻和玉米中，只有玉米在杂种优势利用上率先得以突破，作为人类主粮的小麦和水稻一直难以在杂交上突破。这是为什么？因为玉米和高粱都是异花或“常异花”授粉作物，“常异花”指既可自花授粉，又能异花授粉，但主要以自花授粉作为繁殖形式的作物，这种作物具有“单一性功能”，要么就是母本，要么就是父本。只要选择两个玉米优良品种的雄花（公花）和雌花（母花）进行杂交，相对容易实现。这也是其杂种优势利用能够率先得以突破的一个自然前提。诚然，在具体实施的过程中，这种杂交方式也很难。同玉米和高粱相比，小麦和水稻就是难上加难。难在这两种作物都具有“双重性功能”，天生就是雌雄同花、自花授粉，在同一株小麦、水稻上是没有公母之分的，也没有什么公花（雄花）和母花（雌花），它们的公母或雄雌在同一朵花里，授粉也在同一朵花里发生，即由同一朵花内的花粉给柱头授粉繁殖后代。这对其杂种优势利用来说，是一个大限。

这里打个形象的比方，生儿育女，必须有父母亲。水稻天生就是雌雄同花的作物，好比一出生就是夫妻成双，两人都忠贞不贰、生死相依，由于他们太亲密了，就像近亲结婚一样，他们生育的后代一代不如一代，像是低能儿。为了让他们生育出更优秀的后代，就必须把这个没出息的原配丈夫给换掉，这和那位生产队长所说的“施肥不如勤换种”不谋而合。去掉这个原配丈夫之后，母水稻（母本）就变成了单身母亲，再给她找个身体更健康、亲缘更远的新丈夫来授粉，这就是杂交水稻，而杂交的目的，就是对其杂种优势进行利用。科学地说，若要水稻杂交，必须先把雌雄同花的“双重性功能”去掉其雄性功能（即“去雄”），将其变成仅有“单一性功能”的母水稻，然后把自花授粉变成异花授粉，这样才能与别的水稻品种进行杂交。

这一科学原理说起来不难，关键在如何去雄上，但要用人工的方式去雄，实在太难了。人工去雄，由来已久，袁隆平之前的先行者也摸索出了各种各样的方式，主要有三种：一是手术去雄，用镊子将花瓣拨开，钳去雄蕊的花药；二是化学去雄，用化学溶液喷施正处于盛花期的母本植株；三是用温汤去雄，其具体操作是在水稻开花当日上午杀雄授粉，由于水稻的雌雄蕊对温度的感应不同，雌蕊的耐温力远大于雄蕊，将稻穗放入45℃左右的温水中浸泡八到十分钟，用这样的方法消除雄蕊花药的活力，花粉就会完全丧失萌发能力，而雌蕊则不受影响。大凡人工去雄，原理不难，科技含量不高，难在那个具体操作的过程。由于水稻一朵花只结一粒种子，几十、上百粒种子结成一穗，几穗乃至十几穗合成一株，一亩田获得的母本（母水稻）极为有限，微不足道，根本不可能在生产上大面积推广应用，这也使得水稻的杂种优势利用一直裹足不前，难以从根本上得到突破。这一难题能否最终攻破，也就成了水稻王国的哥德巴赫猜想。对此，美国著名遗传学家辛诺特等人在《遗传学原理》一书中，做出了比证明哥德巴赫猜想更令人绝望的判决，该书明确指出，水稻、小麦等自花授粉植物“自交无退化现象，杂交无优势现象”，即“无优势论”。退一步说吧，就算能利用水稻的杂交优势，也只能做出试验品，必然会出现制种困难、无法应用于大规模生产的问题。一旦有人还想在这方面进行实验，只会遭人嘲笑，“提出杂交水稻课题是对遗传学的无知”。

这一论断，等于对水稻的杂种优势利用提前判了死刑。

这里不妨假设一下，假如有人突破了这一个大限，攻克了水稻杂种优势利用这一世界性难题，那无疑将是人类历史上一个划时代的伟大创举，这个人也必将成为当之无愧的“杂交水稻之父”。这伟大的创举和崇高的荣誉，轮得上袁隆平吗？袁隆平何许人也，一个偏远大山里的普通农校教师，在那时，如果他提出杂交水稻课题，那不只“是对遗传学的无知”，简直是在开国际玩笑！

袁隆平很有自知之明，他也深知，在科学探索之路上，“无知者无畏”是绝对行不通的。无论是在理论上还是在实践中，突破这个大限，对人类智慧和科研水平来说，都是极高的挑战。然而，他并未对这个世界级的难题望而却步，一是他对这个课题充满了兴趣，他从小到大都是跟着兴趣走；二是这么多年来经历的饥荒岁月，让他渴望寻找到一粒使人类远离饥饿的种子。他很冷静地把先行者的探索梳理了一遍，得出了一个基本的结论：若靠人工去雄的方式，这条路是走不通的。他很善于用排除法，此前，他排除了米丘林、李森科的那一套，如果不提前排除这一“权威理论”的障碍，他接下来在杂交水稻探索之路上必将走投无路，任他左冲右突，也只能从一个死胡同钻进另一个死胡同。

排除，是为了选择。他弯道超车，直接超越了很多还在米丘林、李森科那条道路上徘徊的执迷不悟者。现在，他又排除了人工去雄这条路。然而，他还无从做出选择，在当时，他还看不见任何可能的路径，但他已经隐隐感觉到了一个方向，那就是从水稻的天性中去找，从水稻的基因或遗传密码中去找。他深信那把密钥是一定存在的，只要找到了，就能打开水稻王国那扇玄妙之门。