1、* *一切皆有可能輻射誘變育種大自然的物種形形色色， 千奇百怪， 你是否思考過如此豐富的物種是從何而來的嗎？現代進化論者認為， 基因突變對物種的多樣性起到了重要的作用。 所謂基因突變就是指生物的遺傳物質發生可遺傳的變異。 我們生存的自然界存在的各種因素包括人類肉眼看不到的宇宙射線、 溫度的驟變、 某些化學物質甚至是人為的因素，都可能導致基因的突變，突變是物種的一種適應性狀。可以說，變異造就了我們這個五彩斑斕、精彩紛呈的世界。如果人為創造基因突變的條件， 在農業生產上， 就衍生出一種新的育種手段，就是誘變育種。 你見過一個就能炒出一盤菜的巨型青椒嗎？你相信一株西紅柿一次能結 13000 粒果嗎？

2、你能想象一顆甜瓜結了 90 個果實的誘人景象嗎？你想咬一口長一米、 重三斤的特大黃瓜嗎？這并不是童話王國里的異想天開， 這些就是經過人工誘變而育成的奇特品種。誘變育種最主要的方法就是輻射誘變育種。 通過這種育種方法， 我國科研工作者創造了許多產量高、品質優的農作物新品種，在核輻射育種、激光育種、太空育種等方面取得了世界矚目的成績。白手起家，開拓中國輻射育種的新領域一提到“核” ，人們就會自然聯想到原子彈被日本人稱為“戰爭魔鬼” 、被美國人稱為“戰爭之神”的東西。原子核決定著一切物質的性質，核內蘊藏著巨大的能量。細胞核決定著各種生物的種種性狀，其中的遺傳物質（核酸）結構的變化蘊藏了無限的遺傳變異

3、的潛能。 二次世界大戰后， 各國科學家都在探索如何將核技術進行和平利用，他們在兩“核”之間構建了一座橋梁，把由原子核中解放出來的巨大能量作用于生物細胞核，從而人工發揮了核酸驚人的變異潛能，無限地豐富了生物的變異類型。我國農業生態區域復雜多樣，各地人們對農作物品種的需求也是復雜多樣。但是， 如果各地僅僅種植有限的品種， 勢必會導致育種資源的日漸匱乏， 農作物多樣性會消失。 農作物物種多樣性的消失， 意味著具有某些優良性狀的基因的消失，從而雜交優勢日益喪失。到最后，就如同近親結婚，生育出的后代可能出現各種缺陷。這會嚴重影響我國農作物產量水平的提高。因此， 基于核技術的輻射誘變育種一興起， 我國的育

4、種專家就踏上了開拓輻射誘變育種的新征程。 在無數前赴后繼的核技術誘變育種工作者中， 徐冠仁是這一領域發展的開拓者。1950 年，徐冠仁在明尼蘇達大學完成作物遺傳育種的博士學位后，留在該校從事小麥遺傳育種研究。時值原子能和平利用興起，他采用熱中子和X 射線處理小麥種子， 得到了抗稈銹病突變體， 為抗病育種指出了新的途徑， 受到國際育種界的重視。徐冠仁雖然身在異國， 但心系祖國。 當在工作上做出成績的時候， 他總在想：新中國剛剛成立， 百廢待興， 如果可以將我在這里學到的東西在那里用起來， 那么對于整個國家而言，其意義將是多么重大啊！1956 年，徐冠仁毅然攜妻兒轉道日本回國。對于他而言，在中國開

5、創一番新的事業、 為新中國帶來無窮利益的激情和夢想， 遠遠超過了他對于優渥生活和優越工作條件的留戀。回國以后， 徐冠仁召集了 7 位志同道合的專家， 發揮集體的智慧， 積極投入籌建工作。 可是， 當時核輻射育種在世界上也是剛剛起步， 中國在這一領域更是一片個空白，既沒有人才，又沒有資料，更沒有設備，真可算是“白手起家”。有個別專家流露出想打退堂鼓的意思，徐冠仁就給他們打氣：“將知識的力量，團結的力量，加上獻身精神的力量，我們將無往而不勝”。這個信念也支撐著他自己克服重重困難，走過了最艱苦的創業階段。沒有實驗室， 他們就把就把幾間平房進行改建； 沒有資料， 大家就通過在國外的私人關系，獲取有價值

6、的文獻和訊息。 1957 年 9 月，我國第一個原子能農業應用研究機構中國農業科學院原子能利用研究室終于誕生了。徐冠仁深知人才是發展的關鍵。 實驗室一邊建設、 開展工作， 一邊培養人才。專家們通過授課、 帶研究生、 舉辦培訓班， 為全中國輸送了成千上白個可以從事輻射育種的技術骨干。 他們還經常邀在省、 市、 自治區召開的一些會議上做學術報告，闡述“在農業上和平利用原子能”的意義，并傳授核輻射育種的方法。當時， 國際上這一領域的發展是日新月異， 徐冠仁積極爭取國際合作， 溝通與國際原子能機構和世界各國的廣泛聯系。先后出訪蘇聯、美國、英國、法國、日本、奧地利、泰國、菲律賓和新加坡等國。在出訪期間，

7、他往往放棄東道主安排的觀光活動而去詳細考察所在國科技發展狀況和新動向， 抓住一切可利用的時間進行學術交流，不失時機地宣傳我國核農學的發展現狀及所取得的重大成就。在徐冠仁的倡導和努力下， 我國核輻射育種的事業得到了長足的發展， 半個世紀以后的今天， 中國在該領域中的貢獻已躍居于世界領先地位。 我國輻射育種育成的新品種已有500 多個，占世界總數的 1/4 ，特別是糧、油、棉等作物的推廣，取得了顯著的增產效果。新品種每年為國家增加糧食30 到 40 億千克，棉花 1.5 到 1.8 億千克， 油料 0.75 億千克， 創經濟效益每年達33.2 億元人民幣。中國核農學的創始人一一徐冠仁放在餐桌上的核

8、技術成果一一核輻射育種在從事核輻射育種的隊伍中，浙江大學原子核農業研究所無疑是名佼佼者。核農所是核農學家陳子元院士于1958年成立的，自1962年就開始從事水稻誘 變育種研究。在50多年歷代育種工作者的共同努力下，核農所共選育浙輻系列 水稻新品種22個，讓核技術的成果成為了南方許多家庭餐桌上的“家常便飯”。不同于轉基因食品，這些農作物是在特殊條件下基因組重組所引起的性狀變異，與自然變異相同，不會產生新的有害物質，可放心食用。在這么多的品種中，“浙輻802 ”是最為著名的一個。如果說在育種工作者的眼里，每一個新育成的品種是自己孩子的話，那么夏英武教授就是“浙輻802' 命父母，他既賦予它

9、生命又克服萬難將他拉扯成人。這話說得毫不為過，夏英武時常說：“在我眼里，水稻就是自己的孩子，每 天要去田里看看，隨時掌握他們最新最細微的變化。”每次到田頭，他都要脫鞋 親自下泥田里看看自己種下的“寶貝”。他的學生都開玩笑地說：“只要夏老師的腳輕輕碰一下那些水稻，就知道他們長得好不好了！ ”多年以后，夏英武成為浙江農業大學的校長的時候，還保留著這個習慣，以至于最終得了個“赤腳校長”的逐號。“浙輻802 ”的誘變因子是由60Co發射的丫射線，這種電離輻射的第一代 很少能產生遺傳性變異，且突變多為隱性，只有在第二代、第三代乃至第四代才 能表現出來。而且發生的變異不僅有有利變異，也有不利變異。要想選育

10、出一個 優異的誘變品種，必須經過繁瑣的篩選工作。水稻成熟的時候正值三伏天，夏英 武率領著他的“赤腳團隊”在田頭揮汗如雨，幾年如一日，終于在眾多的品種中選出801、803、804和822四個粕稻品系，其中以“802 ”的性狀最為優良， 他早熟、高產、穩產、抗病性好、苗期耐寒。“浙輻802 ”是水稻核誘變育種史上的里程碑一一只要是誘變育種方面的 書籍，包括教科書在內，必然會提到這一經典案例。從 19861994年，該品 種連續9年創下種植面積全國第一，最輝煌時曾達到1.8億畝，是世界上播種面 積最大的突變品種水稻。60Co 丫射線輻照室但是， 歷史遠沒有文字材料上寫的那么波瀾不驚。 每個水稻新品種

11、必須進行品種區試，區試成功后才能審定，從而獲得大面積推廣的資格。 “浙輻 802 ”選育出來進行品種區試后， 當時浙江省的一位育種學術權威認為 “浙輻 802 ” 在肥力較好的土壤中種植， 容易出現倒伏現象， 以此為理由反對其審定， 并把意見與當時育種界的學術權威季道藩先生進行了交流。 面對著權威質疑的壓力， 夏英武鼓勵選育小組成員： “我們對自己一定要有信心， 認準了的事情不要輕言放棄！ ”經過反復的比較和利弊的權衡，課題組成員得出“浙輻802 ” 省肥、較耐肥力、 適宜在廣大土壤肥力中等地區種植的結論， 雖然在土壤過于肥沃的極少部分的地區可能出現倒伏的現象，但是在當時我國很多地區土地較為平

12、脊的國情下，還是極具推廣價值。就這樣，在課題組人員的堅定信念、精心呵護和各方的積極推廣工作下，“浙輻 802 ”的種子破土而出，迎來了一個又一個豐收年。溫和的變異激光育種植物誘變育種發展到 20 世紀60 年代開始，激光、中子、電子束、離子束等開始作為新的物理誘變因子， 其中以激光誘變育種在我國的發展最快。 發展至今，就參加的單位、人員的數量、使用的激光器種類、波長之多以及育成品種的數量方面，當居世界首位。激光誘變方法應用的作物品種達200 多種，包括水稻、小麥、大豆、玉米、谷子、蠶豆、油菜等，據統計，我國育成并推廣了新品種 38 個，其中小麥突變品種 8 個。相對于核輻射育種，激光誘變作用溫

13、和、成活率高；誘變類型廣，有益突變多；激光能促進遠緣雜交；當代可能發生遺傳突變、育種周期短；當代植株形態變異不甚明顯， 誘變率小。 如果說核輻射誘變是孔武有力的男子， 在用它的能量改善世界的同時也對其造成破壞； 那么激光誘變更像是溫柔多變的女子， 靜靜地以其獨特的魅力使我們的世界變得更加美好。這個比喻用于小麥優良品種“偃麥 6號”的問世的例子中最為貼切。 “偃麥 6號”是西北植物研究所的小麥育種工作者李振聲把偃麥草和普通小麥雜交而來的，它既是小麥，又具有耐旱、耐干熱風、抗多種小麥病害的雜草的優良品質。“偃麥 6 號” 被廣為栽種， 是我國北方麥區的主栽品種， 創造了巨大的社會和經濟效益，榮獲國

14、家科技發明一等獎。但是，很少有人知道：在這個廣為人知的品種的育成過程中，激光誘變發揮了不小的作用。將牧草與小麥雜交，是個大膽的假設，源于小麥一種極易泛濫的病害條銹病。這種病只要風一吹，就會大面積傳播。受感染的小麥，葉片提早枯萎，繼而導致小麥死亡。條銹病流行時，小麥產量會減少 20% 到 30% 。基于條銹病造成的損失，李振聲的大膽設想得到了國家和學術權威的大力支持。 但牧草和小麥不是同一種植物， 親緣關系較遠， 這種雜交容易造成不親和，即遠源種之間的精子和卵細胞不能融合的現象。 從技術的角度來講， 克服遠緣雜交不親和的方法有20余種。其中的工作量可想而知。科研工作是繁瑣、枯燥的，李振聲愛好書法

15、藝術，也鼓勵團隊的工作人員培養興趣愛好， 借此打發千篇一律的實驗操作所帶來的苦悶，尋求創新的靈感。實驗的結果證明，在這20 多種方法中只有激光誘變的方法是有效的，經紅寶石激光誘變處理后，遠緣雜交不親和的問題迎刃而解。神奇的天外來客太空育種輻射誘變育種發展到 80 年代，又有了新的突破。 1987 年 7 月，中國首次將大麥、 青椒、 蘿卜等純系種子和大蒜無性系種子放入衛星中搭載。 當這些種子返回地面后，有關科研人員立即進行了種植實驗。奇跡真的發生了。經空間搭載的蘿卜種子幼苗茁壯，葉片上沒有一個蟲眼。有人甚至將害蟲捉來放到葉片上， 蟲子掉頭就跑。 而地面對照組的幼苗， 則是蟲眼密布。看來，經歷了

16、“太空旅行“以后的蘿卜種子獲得了特有的抗蟲性。更為奇妙的是，經空間處理后的大蒜種子生長時假莖叢生，一個蒜頭竟重達150 克。原中國科學院遺傳研究所研究員蔣興村回憶起昔日的情景，仍會興奮地說：“真是太神奇了。 這種結果常在想象之中， 沒想到真的看到， 還是不敢相信自己的眼睛。”在外太空有完全不同于地球的環境， 包括具強輻射的宇宙射線、 微重力、 高真空、 弱磁場等， 植物細胞在這些特殊的環境因子下更易被誘變， 從而產生各種性狀。整個育種界都興奮不已， 所有的工作人員仿佛都看到了抗蟲蘿卜和豐產大蒜的美好前景。但是，上帝卻和他們開了一個玩笑。第二年，科研人員把蘿卜和大蒜的第二代種子種植后發現，新長的蘿卜和大蒜與普通對照組完全一樣。通過實驗，人們認識到：經空間處理的種子，如當代均產生相同性狀變異，一般不是突變而是生理變異， 在后代中不會遺傳。 但是， 也有一些種子獲得了許多可遺傳的變異，要甄別清楚，需要付出更多的汗水和時間。經過反復試驗，抗病番茄、大型青椒、優質棉花、高產小麥等相繼誕生。事實證明：