程顺和,作物遗传育种专家,中国工程院院士。
上世纪60年代,他在小麦的近缘植物种中发现一批高代株系,培育出“产量翻番”的小麦新品种,后来提出“构建广适高产育种为基础、滚动回交聚合育种为先导的育种体系”和选种时“三看”的表型选择方法等一系列小麦育种创新性方法理论。他主持育成扬麦系列,其中扬麦158的育成,初步解决了世界小麦育种中广适高产与抗赤霉病相结合难题,获得国家科技进步一等奖,实现了国产弱筋小麦品质超过美国软红麦的突破。
1939年生于江苏溧阳的程顺和,如今是江苏里下河地区农科所、扬州农科院研究员,南京农业大学、扬州大学客座教授与博士生导师,2005年当选中国工程院院士,长期从事小麦品种选育研究,主持育成一批优质高产扬麦系列小麦新品种。其中仅扬麦5号、扬麦158号,目前累计种植已在6亿亩以上,增产粮食200亿公斤,创社会经济效益近300亿元。实现了我国长江下游麦区第三、四、五、六次品种大面积更新换代。
如今,程顺和已成为全国知名的小麦育种专家和江苏省“科技功臣”,因为对小麦育种贡献巨大,长江中下游一带的老百姓亲切地称他为“南方麦王”。
设在扬州农科院小麦实验室的国家小麦改良扬州分中心,承担国家自然科学基金、“863”、“973”及江苏省重大攻关项目数十个,也是程顺和院士的科研实验场。他那5个多平方米的办公桌上,铺满了资料,一垄一垄的,就像颗粒饱满的麦子一样层次分明。
2009年元旦假期,街上人流如织,程顺和的研究室里没有假期,而是一片忙碌。正在和研究人员一道讨论国家重点项目“转基因生物新品种培育”的程顺和院士认为,要解决我国粮食安全问题,就要重视品种改良。他说:“品种改良永无止境。我一辈子的工作、一辈子的追求就是改良品种,让中国农民多增收、快致富。”
从“宰鸡都不敢”到缘定小麦育种事业
1958年,程顺和从江苏省溧阳中学毕业,报考大学选择专业时他犹豫了:学农可以与大自然打交道,是一种高尚的职业;医生则可以治病救人、救己。这时,曾被江苏省人民政府授予过先进工作者光荣称号的他的母亲魏育真对他说:“你连宰鸡都不敢下手,学医能学得出来吗?”懂事的程顺和明白了母亲的意思,他开始注意有关农学方面的信息。
那个时期,全国上下学习苏联老大哥,《拖拉机站长和总农艺师》(苏联著名作家迦林娜·尼古拉耶娃著)的故事与苏联著名植物育种学家“米丘林”的事迹在我国宣扬,几乎到了家喻户晓的程度。于是,他报考了南京农学院(现南京农业大学),走上了学农的道路。
初进南京农学院,程顺和被编在“农学83班”。当时的南京农学院院长金善宝兼任南京市副市长,是我国小麦科学界的泰斗。这对程顺和产生了直接影响,他当即决定,学习小麦育种,将来要和老师一样成为对小麦科学研究有大贡献的人。凑巧的是当时南京农学院在全国率先设置了“遗传选种专业”,他立即申请从“农学83班”转入了“遗选82班”,成为该专业的第二届学生。
1962年9月,程顺和大学毕业时,同学们纷纷向老师赠送临别留言,他却向老师索要了一把小麦种子。随后,他被分配到江苏泰兴县种子站,从事稻麦良种繁育和小麦育种研究。
“专业对口”,又有现成的小麦种子,程顺和信心十足。他把从南京农学院老师那儿要来的小麦与近缘植物种在一起。长出来后,他发现一些麦子个头比较高,茎秆也比一般麦子粗壮。每次,他都把观察到的长势变化记录下来。很快,麦子收获了,麦穗又长又粗,麦粒饱满,比一般麦粒重了许多。他当即把那批“高代株系”麦子收起来,经过科学鉴定后筛选并定名为107-1等一批优良品系。
后来扬州地区种子站的一位技术员拿去进行试验,发现这个新品种的产量比其他品种产量几乎高出一倍。为在更大范围推广时农民好记易识,随后将其定名为“泰农一号”。
1972年春天,程顺和被调到扬州地区农科所即今天的江苏里下河地区农科所三麦组工作。1973年至1974年间,他主要负责扬州地区区域试验和辐射育种工作。
1975年至1976年间,他深入进行扬麦1、2、3号高产栽培规律和栽培特性研究,发现了扬麦3号具有高效利用氮肥的特点,明确了扬麦1、2、3号单产7500kg/hm2的群体动态指标及相应的促控栽培措施。即一般年景下,扬州本地可确保扬麦1、2、3号的单产达7500kg/hm2左右的水平,这在当时的淮南麦区是创纪录的。这项工作为程顺和以后的高产育种研究提供了重要的借鉴。
在小麦田埂上挥洒青春和汗水
从上世纪60年代至今,程顺和从事小麦遗传育种研究已有40余载,谈起自己的经历,程顺和总要提到前辈育种专家陈道元:“陈老先生是一位沉默寡言、埋头苦干、任劳任怨的人,心中、眼中、手中只有小麦种子。”也许是因为性格使然,程顺和也成为这样的一个人,并且在陈道元教授的启发下提出了“田间选种时以看熟相为主的‘三看’的表型选择方法”和“鉴定抉择时综合性状协调点”的观点。
每到春季,江苏里下河地区的麦田里一片葱绿,远远地,一位戴着草帽、鼻梁上架着眼镜的人时而弯腰、时而抬头,他在看麦茎、量麦穗、数麦粒……这人就是程顺和。为了寻找小麦育种上的突破点,程顺和常年累月泡在实验室、温室和试验田里,每天都要在10多万株小麦行中观察记录、选择鉴定。一米左右的一条小麦垅就是一个新品种,偌大的一片麦田究竟有多少个品种,一时就真难以说清了;这里根本无法使用大型收割机,因为每一个品种都要单独收割、存放。因此在小麦生长后期,他更是从早到晚在田里选种,雨天打把伞,晴天戴草帽,累得实在站不动了,干脆就跪下来观察,直跪得双腿麻木、两眼酸疼。长期以来,他的双膝上已长出了一层厚厚的茧子。
程顺和的生活轨迹就像是地地道道的苦行僧,只有读书、下田、开会、实验,没有娱乐、应酬、旅游、交际,难怪同事这样调侃:程顺和什么都有了,就是没有时间。他的妻子嗔怪他:“这个家在你眼里就是个旅社和饭店,肚子饿了回来吃饭,实在困得不行了就回来睡觉,我和孩子在你眼里还不如小麦种子重要哩。”2006年初,程顺和获省农科院奖金30万元。他将一部分钱投入科研项目,另一部分用于各项捐赠,其中一万元捐给贫困大中小学生,一分钱也没给自己留。
“扬麦13”弱筋品质超过美国软红麦
宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。程顺和在小麦育种上取得了一次次新的突破,培育出一个又一个小麦新品种,并先后提出“提高育种材料基因库整体水平”、“综合性状协调的观点”、“同一地区创造不同生态环境与不同生态区多点鉴定相结合的广适性育种方法”、“品种育成初期存在遗传性状再加工的可能性与必要性”、“构建广适高产育种为基础、滚动回交聚合育种为先导的育种体系”、选种时“三看”的表型选择方法等一系列小麦育种创新性方法理论。
他及其团队将“滚动回交”和“分子标记辅助选择”相结合,将Pm4a、Pm2、Pm21等一系列抗白粉病基因先后转育到大面积推广品种扬麦5号、扬麦158及以后育成的优秀品种中,先后育成扬麦10、11、12、18、19等一系列抗白粉病品种,在长江下游麦区得到大面积推广。其中,扬麦11获2005年度江苏省科技进步二等奖;扬麦10号、扬麦12是“小麦抗病生物技术育种研究及其应用”课题的重要成果,获2006年度国家科技进步二等奖。
程顺和院士和其团队不仅在广适、高产育种方面做了很多理论与实践上的探索,而且在弱筋小麦、糯性小麦育种理论和育种实践方面取得了重要进展。他主持育成的扬麦13高产、高抗白粉病、中抗纹枯病,弱筋品质超过美国软红麦,在2003年全国优质专用小麦食品鉴评会上荣列饼干用麦评分第一,实现了国产弱筋小麦品质的突破。2004年以来,扬麦13号一直是全国主推弱筋小麦品种和良种补贴推广品种,2006年被列为全国8个主导小麦品种之一,迄今已累计在我国推广种植127万公顷以上,促进了我国长江下游弱筋小麦优势产业带的建设。2007年,扬麦13荣获农业部神农科学进步二等奖。
2005年,程顺和院士还主持育成了高产广适糯小麦品系05G68。糯小麦配粉可以解决用普通小麦粉做成的饺子、馒头等食品易干硬、冷冻易老化的难题。05G68的育成是我国小麦品种淀粉改良的一项突破,其配粉制作的面条具有口感软、滑、不糊汤的优点,已受到大型合资食品加工企业的关注。
目前,程顺和院士正带领其团队沿着“构建广适高产育种为基础,滚动回交结合遗传标记聚合育种为先导的育种体系”的思路,以广适、高产、优质(中筋、弱筋、淀粉品质等)、多抗(抗赤霉、白粉、纹枯、黄花叶病及抗高温逼熟、冻害等逆境)为目标,高效利用分子生化标记、组织培养、转基因等新技术,为我国小麦事业再上新台阶而努力。
把研究发展“超级小麦”作为一个现实的追求
跨入新年,程顺和正好整70岁。这位“南方麦王”有了更大的雄心:要把研究发展“超级小麦”作为一个现实的追求。程顺和说,超级小麦应具有超高产、优质、高效、抗性强和适应性广等特点。他认为,发展超级小麦可以高效利用资源,特别是土地、水、肥、能源,并降低生产成本;扬州近年来在精确定量栽培、测土配方施肥等方面推广应用效果很好,绝大多数普通农民都掌握了这些先进技术,非常适合发展超级小麦。
针对当前小麦品种的收获指数从30%提高到50%,而生物产量基本未变的现状,程顺和院士强调,超级小麦育种要实现产量突破可以突破常规思维,从扩大生物产量出发,提高茎根质量,适当放宽株高限制,增加光合作用总面积,以扩大光合生产,增加生物产量;缩小叶片面积,增加非叶片光合面积比值,改善植株下部的通风透光条件,提高植株下部的光合生产率;增加对根系养分的供应,增强根系活力,协调地上与地下的关系,延缓衰老;维持相对较小叶面积,遇风雨可减负防倒伏,同时由于改善了下部受光条件,利于基部节间充实,增强茎秆抗倒能力。
“超高产、高效、优质”目标是基因型与环境(含栽培)共同作用的结果。因此,超级小麦育种研究必须与超高产栽培研究协同进行、相互借鉴;向大面积超高产目标逼近,必须与生产示范相结合。要研究良种良法相结合的具体措施,组装适合超级小麦的高产高效栽培技术体系,建设新品种示范方,进行农民技术培训。育种单位、推广部门与种子企业联合,以点带面,进行超级小麦新品种展示、示范和推广。
据了解,我国“超级小麦”培育计划(2006-2020年)的总体目标已经确立,在国家科研计划中设立超级小麦项目,对保障我国粮食安全、实现农业可持续发展具有重要的促进作用。程顺和院士透露,他目前主持的国家重点项目“转基因生物新品种培育”研究,将成为超级小麦研发的重要理论支撑。