蓋鈞鎰(左一)在豆田考察。資料圖片
蓋鈞鎰及團(tuán)隊(duì)的奮“豆”成果
20多年收集到1.5萬(wàn)余份大豆地方品種。1998年,建成世界第三大大豆種質(zhì)綜合性狀數(shù)據(jù)庫(kù),其規(guī)模僅次于中國(guó)國(guó)家種質(zhì)庫(kù)和美國(guó)農(nóng)業(yè)部的大豆種質(zhì)資源庫(kù),為中國(guó)第二,世界第三。
繪制中國(guó)大豆育成品種系譜圖,提出中國(guó)大豆品種熟期組劃分方法和品種生態(tài)區(qū)劃,發(fā)現(xiàn)了栽培大豆起源南方野生群體的分子遺傳學(xué)論據(jù)。
主持和參加育成南農(nóng)88-31等20多個(gè)大豆新品種,在長(zhǎng)江中下游和黃淮部分地區(qū)推廣5000多萬(wàn)畝,大豆畝產(chǎn)提高10%。
創(chuàng)建的國(guó)家大豆改良中心成為我國(guó)大豆遺傳改良理論和技術(shù)研究的重要平臺(tái)與大豆研究領(lǐng)域培養(yǎng)高級(jí)人才的重要基地。
即便已到耄耋之年,84歲的中國(guó)工程院院士、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)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余年的研究生涯中,他和同事的腳步走遍全國(guó)每一寸生長(zhǎng)大豆的土地:收集、整理大豆種質(zhì)資源1.5萬(wàn)余份,創(chuàng)新大豆群體和特異種質(zhì)2萬(wàn)余份,主持參與了20多個(gè)大豆新品種的選育工作,長(zhǎng)江中下游的3000多萬(wàn)畝豆田,也在他們的指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
即便如此,蓋鈞鎰依舊不敢停下科研的腳步。當(dāng)下,中國(guó)的大豆依舊依賴進(jìn)口,他要和時(shí)間賽跑,把飯碗端在中國(guó)人自己手里。只要中國(guó)還未實(shí)現(xiàn)“大豆自由”,他奮“豆”的腳步就決不停歇。
“誤入”農(nóng)門(mén)的城里人
時(shí)間追溯到1957年,蘇北漣水農(nóng)村。
那一年,蓋鈞鎰剛從南京農(nóng)學(xué)院(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的前身)畢業(yè),留校任教的他主動(dòng)提出前往農(nóng)村鍛煉。
當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民可能想也想不到,那個(gè)和他們同吃同住,一起挖河、推泥、種地的年輕人,竟然是個(gè)連農(nóng)活都沒(méi)干過(guò)的城里人。
雖談不上家境優(yōu)渥,但蓋鈞鎰的父母格外重視子女教育,兄妹四人先后被送到當(dāng)?shù)刈詈玫膶W(xué)校讀書(shū)。小學(xué)畢業(yè)后,蓋鈞鎰以優(yōu)異的成績(jī)考入無(wú)錫輔仁中學(xué)。這所江南名校,在往后半個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間里,先后培養(yǎng)了十幾名院士,蓋鈞鎰就是其中之一。
學(xué)習(xí)理科,成為一名科學(xué)家,通過(guò)科學(xué)強(qiáng)國(guó),為國(guó)家作貢獻(xiàn),是那個(gè)年代很多有志青年的理想,蓋鈞鎰也不例外。但命運(yùn)和蓋鈞鎰開(kāi)了個(gè)玩笑,因?yàn)樯眢w原因,他學(xué)習(xí)理科的心愿沒(méi)有實(shí)現(xiàn),被錄取到了南京農(nóng)學(xué)院。
年輕的蓋鈞鎰心里一百個(gè)不愿意,為此,他到醫(yī)院做了手術(shù)治好了病,再次來(lái)到招生辦公室,想看看事情有沒(méi)有轉(zhuǎn)機(jī)。但木已成舟,無(wú)可改變。回憶當(dāng)初,蓋鈞鎰坦言:“當(dāng)時(shí)學(xué)理工科是最熱門(mén)的,也是最值得驕傲和自豪的。非讓我去學(xué)農(nóng)學(xué),真是不知道該怎么學(xué)啊!”
不過(guò),入學(xué)后,蓋鈞鎰對(duì)農(nóng)學(xué)專業(yè)的態(tài)度漸漸發(fā)生了變化。
當(dāng)時(shí)的南京農(nóng)學(xué)院師資雄厚——小麥科學(xué)泰斗金善寶教授、棉花科學(xué)泰斗馮澤芳教授、水稻遺傳育種學(xué)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(tǒng)計(jì)學(xué)家馬育華教授……可謂名師薈萃,群星閃耀。
蓋鈞鎰對(duì)這些恩師如數(shù)家珍。他們中的大多數(shù)人早年留學(xué)海外,成就等身,滿懷一腔報(bào)國(guó)熱情,放棄國(guó)外優(yōu)渥的條件,回國(guó)支援新中國(guó)的建設(shè)。他們的經(jīng)歷和品格,鼓舞著年輕的蓋鈞鎰。
在蘇北農(nóng)村,蓋鈞鎰住在一位老大娘家里。大娘心疼他這個(gè)城里來(lái)的大學(xué)生,每天自己吃白菜蘿卜玉米糊,卻將細(xì)糧都留給蓋鈞鎰。面朝黃土背朝天的農(nóng)民和勤懇樸實(shí)的房東大娘在蓋鈞鎰心里刻上深深的烙印,他暗暗立下誓言:“農(nóng)民真好!我一定要好好為他們服務(wù)。”
恩師的引導(dǎo),農(nóng)民的辛勞,讓他意識(shí)到,擇一事、終一生,民以食為天,從事農(nóng)業(yè)研究和學(xué)理科一樣,都是在為國(guó)家發(fā)展作貢獻(xiàn)。
從無(wú)到有的大豆種質(zhì)資源庫(kù)
在我國(guó)著名的大豆遺傳和試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)家馬育華教授的指引下,蓋鈞鎰對(duì)大豆遺傳育種產(chǎn)生了濃厚的興趣。
1980年,44歲的蓋鈞鎰?dòng)瓉?lái)職業(yè)生涯的第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)——他成功考取了首批國(guó)家公派出國(guó)訪問(wèn)學(xué)者,赴美國(guó)艾奧瓦州立大學(xué)擔(dān)任客座助教。
艾奧瓦州立大學(xué)農(nóng)學(xué)院在大豆科學(xué)和數(shù)量遺傳方面的研究水平及條件上處于國(guó)際領(lǐng)先地位。進(jìn)修期間,蓋鈞鎰了解到,美國(guó)20世紀(jì)50年代大豆生產(chǎn)因胞囊線蟲(chóng)病幾乎遇到滅頂之災(zāi),是我國(guó)北京小黑豆的抗病基因,挽救了其大豆生產(chǎn)的命運(yùn)。
讓蓋鈞鎰感到難受的是,長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)受“以糧為綱”政策的影響,大豆因?yàn)椴皇?ldquo;糧食”,并未受到重視。國(guó)內(nèi)的研究進(jìn)展緩慢,美國(guó)專家卻不惜漂洋過(guò)海,跑到中國(guó)收集大豆的種質(zhì)資源,他們不僅用中國(guó)的大豆“醫(yī)”好了美國(guó)大豆的病,還用中國(guó)的大豆種質(zhì)資源作深度科研,反過(guò)來(lái)掙中國(guó)人的錢(qián)。
“中國(guó)作為大豆的故鄉(xiāng),卻被后來(lái)居上,這可太難為情了。”
在美國(guó)的兩年半時(shí)間里,蓋鈞鎰考察了美國(guó)大豆產(chǎn)區(qū)12個(gè)州的大學(xué)。訪學(xué)的經(jīng)歷讓他意識(shí)到,野生大豆是中國(guó)寶貴的財(cái)富,其中蘊(yùn)藏的豐富的大豆遺傳資源亟待人們保護(hù)和研究,作為中國(guó)的大豆科研工作者,要擔(dān)起這個(gè)義不容辭的責(zé)任。
1982年,蓋鈞鎰回國(guó)。因?yàn)楣ぷ鞯木壒剩驮谏虾.?dāng)高級(jí)工程師的夫人長(zhǎng)期分居兩地,此次歸國(guó),夫人希望他能到上海來(lái)一家三口團(tuán)聚。但還沒(méi)在家待幾天,他就收到了恩師馬育華先生的電報(bào)。
“你趕快回來(lái)”——在那個(gè)通信不發(fā)達(dá)的年代,短短5個(gè)字的召喚勝過(guò)千言萬(wàn)語(yǔ)。蓋鈞鎰決定獨(dú)自一人回到南京,全身心投入他鐘愛(ài)的大豆研究事業(yè)。
蓋鈞鎰深知,優(yōu)良的基因分散在不同的種質(zhì)資源中,只有把所有優(yōu)良的基因集中起來(lái),放到需要的品種里面,才能培育出高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)的品種。他以大豆資源研究為切入點(diǎn),在國(guó)際植物遺傳資源委員會(huì)的資助下,在國(guó)內(nèi)相關(guān)農(nóng)業(yè)科研單位協(xié)助征集下,依靠自身力量,在廣大中國(guó)南方偏遠(yuǎn)地區(qū)廣泛征集大豆地方品種。
“這些大豆都是在他帶領(lǐng)下,調(diào)動(dòng)研究生積極性,到科研單位、到市場(chǎng)、到農(nóng)民家里去找來(lái)的。”談起恩師,邱家訓(xùn)感慨萬(wàn)分。他是蓋鈞鎰教出的第一批學(xué)生,幾十年過(guò)去,邱家訓(xùn)也已頭發(fā)花白,但當(dāng)年下鄉(xiāng)收集種質(zhì)資源的往事卻歷歷在目:“有時(shí)我們?nèi)サ臅r(shí)候,家里男人出去干活了,只留一名婦女在家。我們就在門(mén)口等,等到家里男人回來(lái),把大豆從壇壇罐罐里找出來(lái)給我們。”
就這樣挨個(gè)單位要,一村村地找,挨家挨戶地問(wèn),從一顆兩顆到成千上萬(wàn)顆。在20多年的時(shí)間里,蓋鈞鎰一共收集到1.5萬(wàn)余份大豆地方品種。在1998年,蓋鈞鎰的研究團(tuán)隊(duì)建成世界第三大大豆種質(zhì)綜合性狀數(shù)據(jù)庫(kù),其規(guī)模僅次于中國(guó)國(guó)家種質(zhì)庫(kù)和美國(guó)農(nóng)業(yè)部的大豆種質(zhì)資源庫(kù),為中國(guó)第二,世界第三。
“中國(guó)所有的大豆產(chǎn)區(qū)我都去過(guò)。”蓋鈞鎰自豪地說(shuō)。
縱是如此,他的科研團(tuán)隊(duì)收集大豆種質(zhì)資源的腳步仍未停歇。他常勉勵(lì)大家,在很遠(yuǎn)的西南山區(qū),還有大批的傳承幾千年的大豆種質(zhì)資源等待收集,收集中國(guó)原產(chǎn)地的大豆種質(zhì)資源,就是在積累國(guó)家財(cái)富。
愿找回中國(guó)大豆的驕傲
就在蓋鈞鎰潛心研究育種時(shí),國(guó)內(nèi)的大豆種植因受到進(jìn)口大豆的影響,不斷萎縮。
從1995年開(kāi)始,我國(guó)大豆種植面積和單產(chǎn)遠(yuǎn)低于世界發(fā)達(dá)國(guó)家,從原本的大豆凈出口國(guó)成為最大的進(jìn)口國(guó)。
“大豆是中國(guó)人蛋白質(zhì)的主要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,中國(guó)人喝豆?jié){就像美國(guó)人喝牛奶。”蓋鈞鎰?wù)f,優(yōu)質(zhì)大豆的培育之所以勢(shì)在必行,不僅因?yàn)榇蠖故窃a(chǎn)我國(guó)的農(nóng)作物,還因?yàn)榇蠖故亲罹呷鏍I(yíng)養(yǎng)價(jià)值的農(nóng)作物,含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和各種生物活性物質(zhì),是國(guó)人食用油脂和蛋白質(zhì)的主要來(lái)源之一。
然而,與我國(guó)1億多噸大豆需求量形成強(qiáng)烈反差的,是國(guó)內(nèi)年僅1800多萬(wàn)噸的供給量,80%以上的需求需要進(jìn)口。
由于國(guó)外地廣人稀,機(jī)械化程度高,中國(guó)生產(chǎn)一噸大豆的成本是3000元,美國(guó)的成本僅為2500元,而且我國(guó)進(jìn)口農(nóng)產(chǎn)品關(guān)稅低,利用關(guān)稅提升國(guó)產(chǎn)大豆競(jìng)爭(zhēng)力,收效甚微。
盡管質(zhì)量參差不齊,但憑借價(jià)格低廉、出油率高等優(yōu)勢(shì),進(jìn)口大豆具有極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。加之我國(guó)大豆單位面積產(chǎn)值較低,種植大豆的收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上水稻等其他作物,這也無(wú)形中打壓了中國(guó)豆農(nóng)的積極性,甚至一度出現(xiàn)了放棄國(guó)內(nèi)大豆的說(shuō)法。
“和發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)大豆基礎(chǔ)科研還存在較大差距。”蓋鈞鎰坦言,從美國(guó)進(jìn)口的大豆血緣多來(lái)自中國(guó)東北,但在不到100年的時(shí)間里,東北大豆就被遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在后頭——這無(wú)異于被掌握了籌碼,若有朝一日出口國(guó)通過(guò)抬高價(jià)格控制大豆貿(mào)易,中國(guó)將毫無(wú)反抗之力,糧食安全將成為一紙空談。
蓋鈞鎰將高產(chǎn)作為我國(guó)大豆產(chǎn)業(yè)的突破口,除通過(guò)常規(guī)育種方法選育品種外,還探索通過(guò)選育高產(chǎn)理想株型來(lái)達(dá)到高產(chǎn)突破的目標(biāo)。他主持和參加育成南農(nóng)88-31等20多個(gè)大豆新品種,在長(zhǎng)江中下游和黃淮部分地區(qū)推廣5000多萬(wàn)畝,大豆畝產(chǎn)提高10%,達(dá)到近200公斤一畝。在他的團(tuán)隊(duì)努力下,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)獲批建立“國(guó)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值甚至高于牛奶。
“依靠科技提高產(chǎn)量、降低成本,朝著發(fā)展綠色大豆經(jīng)濟(jì)前進(jìn),前途還是很光明的。”蓋鈞鎰?wù)f,當(dāng)務(wù)之急是要從政策上加強(qiáng)引導(dǎo),立足國(guó)內(nèi)解決大豆供應(yīng)問(wèn)題;其次要把大豆列入糧食安全體系,加大大豆生產(chǎn)和出口的支持力度,通過(guò)大豆加工業(yè)和食品工業(yè)拉動(dòng)對(duì)國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大豆的需求,捧緊國(guó)人喝豆?jié){的碗,把中國(guó)大豆昔日的“驕傲”找回來(lái)。
繪就全球作物表型研究的“中國(guó)方案”
直到今天,蓋鈞鎰還保持著每天早上喝一杯豆?jié){的習(xí)慣。
“只要每天早上中國(guó)人的碗里裝的是自己的豆腐,中國(guó)人的杯子里盛的是自己的豆?jié){,我的堅(jiān)持就有意義。”蓋鈞鎰常這樣對(duì)身邊人說(shuō)道。
2016年,好消息傳來(lái)。當(dāng)時(shí)的農(nóng)業(yè)部發(fā)文,要逐步擴(kuò)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(chǎn)量的提升也上升為國(guó)家戰(zhàn)略,而蓋鈞鎰團(tuán)隊(duì)的育種技術(shù),將成為這項(xiàng)戰(zhàn)略最堅(jiān)實(shí)的支撐。
2019年10月23日,由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、國(guó)際植物表型組織(IPPN)主辦的第六屆國(guó)際植物表型大會(huì)在南京開(kāi)幕,來(lái)自中國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、日本、荷蘭、澳大利亞、法國(guó)等全球5大洲22個(gè)國(guó)家的100余家研發(fā)機(jī)構(gòu)的院士、專家、企業(yè)代表共400余人出席會(huì)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(huì)上,他表示,農(nóng)作物表型和基因研究的深度和廣度,直接影響到種質(zhì)資源利用效率和現(xiàn)代種業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
遺傳學(xué)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展證實(shí)了內(nèi)在基因的重要性。近幾十年來(lái),得益于現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展,科學(xué)家們得以通過(guò)分子測(cè)序一窺作物基因的真面目,但一方水土同樣養(yǎng)一方“豆”,大豆的品質(zhì),也就是其表型,由其所在環(huán)境和基因型決定。
找基因型首先要找優(yōu)良的表型,有了表型才知道這是不是優(yōu)良的基因型。但表型同時(shí)也是不易被看見(jiàn)的,作物的產(chǎn)量,要等“長(zhǎng)出來(lái)”才看見(jiàn);看作物的抗病性,要發(fā)了病才知道;抗蟲(chóng)性,也要放在田間才能驗(yàn)證。但人工統(tǒng)計(jì)效率低,準(zhǔn)確性得不到保證,僅靠技術(shù)人員到田里一個(gè)個(gè)統(tǒng)計(jì),1萬(wàn)個(gè)小塊田,可能兩三天都走不完。
如何快速地測(cè)定多種作物的表型?在蓋鈞鎰看來(lái),當(dāng)農(nóng)業(yè)遇上大數(shù)據(jù),一切都變得不一樣了。目前研究結(jié)果表明,作物接受的光和作物的產(chǎn)量、抗病性、抗蟲(chóng)性、耐逆性等表型有關(guān),如果利用無(wú)人機(jī)拍攝,便可根據(jù)作物反射光譜,對(duì)作物各項(xiàng)表型制表進(jìn)行測(cè)算,找到所需要品種。如此一來(lái),便可大大縮短育種時(shí)間。
要繪就全球作物表型研究的“中國(guó)方案”并非一日之功,這是蓋鈞鎰一個(gè)甲子研究生涯中的新挑戰(zhàn),同時(shí)也是新機(jī)遇。
回望過(guò)去六十多年的奮“豆”歷程,蓋鈞鎰?dòng)?ldquo;路雖遠(yuǎn)行則將至,事雖難做則必成”的態(tài)度,戰(zhàn)勝一個(gè)又一個(gè)挑戰(zhàn)。長(zhǎng)路雖漫漫,未來(lái)卻可期,在他心中,只愿早日實(shí)現(xiàn)“日暮平原風(fēng)過(guò)處,菜花香雜豆花香”。