袁隆平教授是世界著名的雜交水稻專家。他發(fā)明的雜交水稻，大幅度提高了水稻產(chǎn)量，為我國及全世界糧食安全作出了巨大貢獻(xiàn)。

而在雜交水稻培育過程中，起到關(guān)鍵作用的是一棵“野敗”，就是一種野生雄性不育稻種，是人類馴養(yǎng)的栽種水稻的野生近親。

正是目前我國還存在大量水稻的野生近親基因，才成就了袁隆平教授傳奇的高產(chǎn)雜交水稻發(fā)明。袁隆平教授和栽種水稻的野生近親“野敗”的故事，說明了生物基因多樣性的威力。

甘蔗還有野生親戚？

什么是農(nóng)作物的野生近親？所謂野生近親，就是在分類、栽培上與栽培農(nóng)作物有親緣關(guān)系的野生物種。當(dāng)前，作為人類食物來源的馴化物種，在大自然中是存在同一物種的野生種群的，比如，花生和野生花生，雖然從物種來說，都是花生，但從生物基因多樣性來說，二者的基因是不同的，由此也產(chǎn)生了繽紛多彩、種類各異的花生種群。

而農(nóng)作物的野生近親，正是栽培作物新品種育種工作中基因的潛在來源。

比如，農(nóng)作物都是由野生植物培育而來的，被農(nóng)業(yè)采用馴化。在豐富的野生種中，只有一小部分適合種植和栽培，因此，與野生種群相比，農(nóng)作物品種相對(duì)單一。特別是在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系中，一個(gè)好品種的種植面積巨大，對(duì)大量生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品是有利的，但在發(fā)生病蟲害侵襲或者環(huán)境變化時(shí)，可能使農(nóng)作物缺乏抵御災(zāi)害的能力，導(dǎo)致大面積減產(chǎn)等災(zāi)難。

農(nóng)作物的野生近親，也就是野生親緣種，在沒有農(nóng)民的細(xì)心照料下，經(jīng)受了干旱、害蟲和疾病的侵襲，其存活是大自然優(yōu)勝劣汰的結(jié)果。所以，它們往往攜帶抗蟲、抗旱等基因，可以通過雜交幫助現(xiàn)有農(nóng)作物進(jìn)化、優(yōu)化，對(duì)農(nóng)作物改良和增加農(nóng)作物多樣性極其重要，是農(nóng)業(yè)育種的基因庫。如果氣候變化導(dǎo)致這些野生親緣種的滅絕，將危及農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食安全。

我對(duì)野生親緣種的第一次了解，來自多年前我的一位朋友。她是農(nóng)學(xué)博士，在一所非常著名的農(nóng)業(yè)大學(xué)工作。有一次，我到她所在的城市出差，專門坐車去看她。在試驗(yàn)田找到她時(shí)，她正打著赤腳在甘蔗地里忙乎著，就給了我鑰匙，讓我先到她的宿舍休息喝茶等她。許久之后，好友仍未回來，無聊之下，我就在宿舍轉(zhuǎn)悠，看見宿舍里放著一個(gè)盆子，里面栽著一株看著鮮嫩肥美多汁的甘蔗。

她的學(xué)校離市區(qū)有兩個(gè)小時(shí)車程，我找到這，還喝了兩杯茶，肚子里很餓。宿舍里也沒有其他可吃的東西。所以，見到這根誘人的甘蔗，我一下沒把持住自己，把它砍了吃了。當(dāng)我的朋友回到宿舍時(shí)，我正啃著這根鮮美甜潤多汁的甘蔗，正想告訴她，這根甘蔗比市場上買的不知好吃多少倍。

但我還沒來得及說，我的朋友竟然大哭起來。我立即又害怕又擔(dān)心，手里戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢地拿著甘蔗，不敢繼續(xù)啃下去。然后，就聽她哭訴，這根甘蔗是她花了兩年時(shí)間才培育出來的優(yōu)勢雜交甘蔗。她花了整整一年時(shí)間，跑了好多山區(qū)野地，才找到甘蔗的野生親戚，又花了很長時(shí)間，才雜交成功這棵甘蔗，竟然被我吃了。

在她的哭聲中，我第一次聽說，甘蔗還有野生親戚。受此驚嚇，我對(duì)甘蔗再也沒有興趣，堅(jiān)決不吃了。

雜交水稻的突破

雜交水稻之父袁隆平成功培育雜交水稻，其中起關(guān)鍵作用的就是在海南發(fā)現(xiàn)的一株雄性不育野生水稻，袁院士將其取名為“野敗”，并利用“野敗”的基因，培育了雜交水稻體系。

這株對(duì)全世界水稻雜交史都十分重要的“野敗”，就是水稻的野生近親，也就是水稻的野生親緣種。

這株“野敗”，通俗地說，就是稗子，外形和稻子極為相似，長在沼澤、低洼荒地。因?yàn)槭堑咀拥囊吧H，適宜稻子生長的稻田，也經(jīng)常會(huì)有稗子的存在，但其產(chǎn)谷粒能力明顯低于稻子，穗粒小又少枯，所以，被稱為假禾，也就是假稻子。

稻田里稗子多了，就會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)。所以，農(nóng)民會(huì)把稻田里的稗子拔去，防止它和稻子爭養(yǎng)分。敗家子的敗字，就是從稗子演變過來的。雖然也是兒子，可是是一個(gè)敗壞家產(chǎn)的壞兒子，假兒子。

所以，相對(duì)于高傲的稻子，作為野生稻種的稗子，一直是一個(gè)卑微的存在。詩人余秀華的詩中就寫道：“如果給你寄一本書，我不會(huì)寄給你詩歌，我要給你一本關(guān)于植物、關(guān)于莊稼的。告訴你稻子和稗子的區(qū)別，告訴你一棵稗子提心吊膽的春天?！?/p>

但袁隆平的“野敗”，向人們展示了卑微的稗子原來竟是稻子的祖先，在自然界物種的進(jìn)化中，發(fā)揮著它的天然優(yōu)勢。如果你還對(duì)稗子這種野生稻種漠視，或者感覺它是卑微和平平無奇的，那是因?yàn)槟銓?duì)野生親緣種威力的一無所知。

1953年8月，袁隆平從西南農(nóng)學(xué)院以優(yōu)異的成績畢業(yè)后，被分配到湖南省黔陽縣城安江鎮(zhèn)的安江農(nóng)校教書。安江農(nóng)校離鎮(zhèn)上4公里外，地處偏遠(yuǎn)，有大片的稻田。袁隆平一待就是16年。

1960年，在學(xué)校的試驗(yàn)田里，他偶然間發(fā)現(xiàn)十幾株比普通水稻高出20多厘米且大籽粒多的水稻。他細(xì)心地?cái)?shù)著這株水稻上的稻粒數(shù)，發(fā)現(xiàn)竟然多達(dá)160粒，而且顆粒飽滿。這一發(fā)現(xiàn)讓袁隆平喜出望外，因?yàn)橐恢甑舅氲牡玖?shù)越多，意味著水稻畝產(chǎn)越高。他推算了一下，如果按照這個(gè)稻穗的顆粒數(shù)，畝產(chǎn)是可以超過千斤的，而當(dāng)時(shí)即使高產(chǎn)的水稻畝產(chǎn)也不過500斤左右。

通過稻種的技術(shù)改良增加糧食畝產(chǎn)，一直是袁隆平的心愿和熱望。這株突然發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)稻株帶給了袁隆平無限希望。第二年，他把這株鶴立雞群的稻株上結(jié)的稻子作為稻種播撒在試驗(yàn)田，希望尋找到這株稻子產(chǎn)量異常高的原因，以改良現(xiàn)有稻種。但事與愿違，由這株異常優(yōu)質(zhì)的稻種培育的秧苗，長高后參差不齊，抽穗時(shí)間也早遲不一致，結(jié)穗能力大大差于其母稻，與一般水稻沒有區(qū)別，甚至更差，并沒有復(fù)制出這株鶴立雞群的稻種非凡的產(chǎn)稻能力。

為什么會(huì)這樣呢？袁隆平反復(fù)思考，猛然醒悟：從遺傳學(xué)的分離規(guī)律來說，純種水稻的第二代是不會(huì)產(chǎn)生這種嚴(yán)重退化現(xiàn)象，只有雜交第二代才會(huì)因?yàn)榉蛛x現(xiàn)象導(dǎo)致這種退化?，F(xiàn)在，這株稻株的第二代既然因?yàn)榉蛛x現(xiàn)象導(dǎo)致了退化，那就可以斷定，它并不是自花授粉的，而是一株天然雜交稻。也就是說，是雜交，導(dǎo)致了這株品質(zhì)不凡的稻株的高產(chǎn)。從此，袁隆平教授開始了其研發(fā)雜交水稻以進(jìn)化現(xiàn)有稻種之路。

尋找“野敗”之路

很多新聞都報(bào)道過袁隆平為了培育優(yōu)質(zhì)雜交水稻，花費(fèi)幾十年心血尋找雄性不育水稻植株的故事。只是，他為什么要尋找呢？

水稻是自交作物，通過自花授粉繁殖。要想雜交，就必須把雄蕊去掉。如果人工操作，工作量很大，不可能用于大批量生產(chǎn)。

而水稻雄性不育系，是一種特殊類別的稻種，其自身花器中，雄性器官發(fā)育不完善，不能形成正常的花粉，但其雌性器官發(fā)育正常。因其雄性器官發(fā)育不完善，所以無法完成自花授粉繁殖，必須借助外來水稻花粉才能結(jié)出種子。水稻雄性不育系和水稻雄性不育保持系雜交，接受后者的花粉，得出的種子下代種植仍然是不育系。

尋找雄性不育單株，避免了自交，有利于利用雜交優(yōu)勢培育出優(yōu)勢水稻。

從此，袁隆平就每天頭頂烈日，腳踩污泥，彎腰駝背地在稻田里尋找雄性不育稻株，整整花了3年時(shí)間，才在1964年找到了第一批的6株，并開始培育雜交水稻。但是，培育的雜交水稻，雖然比普通水稻產(chǎn)量略高，可是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最早發(fā)現(xiàn)的那株鶴立雞群的稻株。

為什么雜交也無法復(fù)制出那株與眾不同的稻株的輝煌呢？袁隆平反復(fù)思考，覺得可能是地域的問題。于是，他奔赴全國各地適宜稻子栽種地區(qū)，培育雜交水稻。經(jīng)過4年多的南征北戰(zhàn)，終于培育出三系雜交水稻，但是，其產(chǎn)量還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最初那株能結(jié)160多粒稻粒的稻株。雜交優(yōu)勢并不明顯。

那株天賦異稟的稻株的存在，說明了水稻的雜交優(yōu)勢是存在的?？墒牵瑸槭裁春竺娴娜斯るs交，始終無法復(fù)制輝煌呢？

已經(jīng)進(jìn)入不惑之年的袁隆平茶飯不思地思考著，希望可以找到問題所在。他最后想到，問題可能出在培育所用的材料上。回想過去育種的不育雄性稻株都是在稻田里尋找的，都是栽培稻，和一般稻種的種性差異不大，親緣關(guān)系很近，基因相似度太高，這樣自然很難獲得明顯的雜交優(yōu)勢。

袁隆平回想起，那株天賦異稟的稻株，是在安陽農(nóng)校試驗(yàn)田發(fā)現(xiàn)的。安陽地處雪峰地區(qū)，有一定的旱稻和野生稻資源。那株稻株，應(yīng)該是某種野生稻與栽培稻串粉雜交的結(jié)果。所以，要培育真正的雜交水稻，就必須到真正的野生稻群中搜尋野生雄性不育稻株。

自然界中，野生稻種很少，袁隆平根據(jù)野生稻種的地理分布，安排其助手李必湖、尹華奇第一站先去海南島尋找。海南島的天然環(huán)境讓這里的野生稻資源很豐富，當(dāng)?shù)厝酥栏鞣N野生稻的分布。李必湖和尹志華找到海南當(dāng)?shù)厝嗽儐?。第二天，一位熟知?dāng)?shù)丨h(huán)境的技術(shù)員把李必湖帶到了一塊沼澤地里，那里長著一大片野生稻。當(dāng)時(shí)正是野稻開花的季節(jié)，生殖性狀極易識(shí)別，李必湖在沼澤地不斷搜尋，仔細(xì)觀察，終于發(fā)現(xiàn)了一株特殊的野生稻。

這株野生稻長著3個(gè)形態(tài)各異的稻穗，雄性器官發(fā)育不正常，花藥瘦小、干癟，呈火箭狀，色淺呈水漬狀，不開裂散粉。李必湖仔細(xì)端詳后，當(dāng)場斷定這是一株野生的雄性不育稻株。他和那名技術(shù)員小心翼翼地把這株野生雄性不育稻株連根挖了出來，用衣服包裹著，帶回試驗(yàn)田里栽好，并立即給還在北京的老師袁隆平發(fā)了電報(bào)。

袁隆平接到電報(bào)后非常高興，立即連夜坐火車趕到海南。當(dāng)他到達(dá)時(shí)，已經(jīng)是第二天凌晨。他顧不上休息，馬上就和李必湖去看那株野生雄性不育稻株。袁隆平采集了這株野生稻的3個(gè)小稻穗，把它們放在100倍顯微鏡下仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)了大量不規(guī)則形狀的碘敗花粉粒。經(jīng)過反復(fù)確認(rèn)，他確定這就是一直在找的野生雄性不育稻株。袁隆平非常激動(dòng)，當(dāng)即為它起名為“野敗”，就是野生的雄性敗育種。

這株“野敗”，使袁隆平找到了雜交水稻的突破口，為我國和世界雜交水稻科研停滯不前的狀況帶來了轉(zhuǎn)機(jī)。從1970年初次發(fā)現(xiàn)“野敗”到現(xiàn)在，他從這株“野敗”身上培育出了無數(shù)成功的雜交水稻。1974年，袁隆平利用這株“野敗”育成中國也是世界上第一個(gè)強(qiáng)優(yōu)勢雜交水稻“南優(yōu)二號(hào)”，在安江農(nóng)校試驗(yàn)田試種，畝產(chǎn)量高達(dá)1256斤，是當(dāng)時(shí)普通稻種的兩倍多。

“野敗”雖然只是野生的稻種，是卑微的稗子，但袁隆平通過讓其與現(xiàn)有馴化稻種雜交，形成了優(yōu)良性狀互補(bǔ)的優(yōu)勢雜交品種，從而大大提高了水稻的產(chǎn)量。

而“野敗”，也借袁隆平之手，傳遞了基因，成為優(yōu)勢雜交稻的第一個(gè)母本。袁隆平在這個(gè)基礎(chǔ)上又對(duì)其進(jìn)行了完善提升，使雜交稻的畝產(chǎn)超過了1800斤，并在全球推廣種植，完成了植物史上史詩級(jí)的稻種優(yōu)化和擴(kuò)張。

如今，因?yàn)樵∑降摹耙皵　?，還有“野敗”分布在世界各地的子子孫孫，不但為解決我國自己的吃飯問題，也為世界糧食問題作出了巨大貢獻(xiàn)。

氣候變化等致基因多樣性銳減

袁隆平利用野生雄性不育稻株培育出雜交水稻，其背后的根本是因?yàn)樯锒鄻有灾械幕蚨鄻有浴?/p>

野生水稻和馴化的栽培水稻，雖然都同屬水稻物種，但因?yàn)檫M(jìn)化環(huán)境顯著不同，基因差別很大，這就為優(yōu)勢雜交提供了基因基礎(chǔ)。同時(shí)，高產(chǎn)優(yōu)勢雜交稻和“野敗”的關(guān)系，表明了生物基因多樣性是培育農(nóng)作物新品種的基因庫，是基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

袁隆平在總結(jié)高產(chǎn)優(yōu)勢雜交稻發(fā)明的經(jīng)驗(yàn)時(shí)，高度贊譽(yù)了李必湖。袁隆平指出，李必湖發(fā)現(xiàn)“野敗”，是因?yàn)樗袑I(yè)知識(shí)，有目標(biāo)，有幾乎十年的搜尋雄性不育稻株的經(jīng)驗(yàn)。

但是，“野敗”能夠被發(fā)現(xiàn)還有一個(gè)非常重要的先決條件，那就是大自然的生物基因多樣性沒有被破壞，水稻的野生親緣種——卑微的稗子，仍然存在于地球。

現(xiàn)在，氣候變化導(dǎo)致生物基因多樣性銳減，威脅人類生存，很多栽種農(nóng)作物的野生近親受到影響，比如稗子這種野生稻種，已經(jīng)越來越少。

如果人類任由這些野生親緣種和馴化栽培作物，在氣候變化的影響下加速滅絕，甚至人類通過大規(guī)模擴(kuò)張、占用濕地等行為，加速其滅絕速度，以后我們還能發(fā)現(xiàn)更多“野敗”嗎？

國際農(nóng)業(yè)研究磋商小組發(fā)布的一項(xiàng)研究報(bào)告指出：氣候變暖正使土豆、花生等重要農(nóng)作物的野生親緣種面臨滅絕危機(jī)，使農(nóng)業(yè)育種的重要基因資源蒙受損失。而隨后開展的對(duì)81種農(nóng)作物的1076個(gè)野生“近親”，也就是野生親緣種進(jìn)行的首次全球性調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，超過95%的野生種群正在受到氣候變化的威脅，而且目前還沒有在全球基因庫中獲得充分保護(hù)，包括香蕉、木薯、小麥、高粱等。這將嚴(yán)重威脅人類未來的食品安全，對(duì)人類可持續(xù)生存產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

氣候變化導(dǎo)致極端天氣頻發(fā)，病蟲害災(zāi)害增加，對(duì)現(xiàn)有農(nóng)作物的生存造成嚴(yán)重威脅，通過與野生親緣物種的雜交來進(jìn)化出更具有氣候變化適應(yīng)性的新品種，對(duì)于我們實(shí)現(xiàn)糧食安全，顯得更為重要，也使我們對(duì)野生親緣物種的依賴更多。

像“野敗”一樣的野生親緣種，沒有光鮮的外貌、碩果累累的風(fēng)光出產(chǎn)、千畝萬畝簇?fù)淼膲延^，但正是有了它們的存在，才保障了生態(tài)系統(tǒng)生物基因多樣性的穩(wěn)定，給人類提供了防御未來風(fēng)險(xiǎn)的能力。

就像袁隆平教授的“野敗”，這個(gè)野生親緣種中的王者，改變了整個(gè)水稻世界。

作者簡介：

藍(lán)虹，女，畬族，中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署可持續(xù)金融行動(dòng)機(jī)構(gòu)高級(jí)學(xué)術(shù)顧問，世界銀行、亞洲開發(fā)銀行綠色金融專家，被評(píng)為“2015年度中國人文社科最具影響力青年學(xué)者”。中國散文學(xué)會(huì)會(huì)員，中國金融作家協(xié)會(huì)理事，出版《綠色金融理論體系與創(chuàng)新實(shí)踐》系列專著，以及散文集《山有木兮木有枝》等。

作者：藍(lán)虹

來源：中國環(huán)境報(bào)