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竹稻遠緣雜交挑戰育種難題

 



在梅州市蕉嶺縣新鋪鎮矮嶺村，76歲的鐘章美被譽為"竹稻之父",從農校畢業后曾在海豐縣農科所和蕉嶺縣農科所工作 。上世紀60年代末開始，為了把竹子的耐寒、耐熱、抗倒伏等特性轉移到水稻上，他開始挑戰竹子與水稻遠緣雜交的世界難題，經過長期大量的實驗，終于得到了竹稻 。
這一研究成果在學界引起轟動，圍繞著竹稻中竹子基因的成分與所起到的作用等問題，爭議不斷 。而竹子和水稻遠緣雜交育成的品種能否通過品種審定，也還是個未知數 。
已經76歲的鐘章美極其希望竹稻品種可以通過審定，他不希望此生留下遺憾 。
●南方日報采訪人員 湯凱鋒 李秀婷 攝影 梁文悅
實習生 朱成方 莫金 梅州蕉嶺報道

竹子與水稻是同科不同屬的植物，要想遠緣雜交成功，首先要解決兩大技術難關，一是花粉受精技術，二是雜交后代不育問題
上世紀六十年代，水稻經常遭遇干旱、倒伏等災害 。從農校畢業的鐘章美有一天無意間看見竹子開花，他突發奇想：竹子一身都是寶，有60多種元素是人體所需的，如果能把竹子的優良基因轉移到水稻上來該有多好！
竹子是竹亞科，水稻是禾亞科，兩個完全不同物種的雜交通常不親和，具有排他性，這種被稱為遠緣雜交的技術一直是世界難題，很多人認為鐘章美的想法"根本不可能實現".
"要想竹子與水稻遠緣雜交成功，首先要解決兩大技術難關，一是花粉受精技術，二是雜交后代不育問題 。"浙江大學生物系統工程與食品科學學院教授張英告訴采訪人員，超遠緣雜交在理論上可以實現，就像驢和馬雜交可以得到騾，但騾是不育的，如果可以解決騾的育性難題，那就是大突破 。
考驗一個接著一個 。
在研究過程中，鐘章美首先遇到了水稻與竹子開花的時間差難題 。青皮竹每年3-6月為開花季節，早上5-7時開花散粉，而水稻則在上午10時左右才開花散粉 。鐘章美通過溫湯處理并拍打稻穗等方法，水稻終于在早上5-7時提前開花 。
選擇何種水稻進行雜交是另一個考驗 。1970年，鐘章美嘗試選用"鐵骨矮"、"廣解九號"、"科情3號"做母本材料，均雜交配對失敗 。最后，他采用秈稻與粳稻雜交，并把雜交后所得的材料作為中間橋梁，再與青皮竹雜交 。
1971年，鐘章美終于得到三粒竹稻雜交種子 。三粒種子均發芽，但其中兩株半途夭折，僅剩的一株禾苗經過736天的種植，長到2.5米高才開始抽穗，一共抽出14穗谷子，穗長一尺多，但都不結實 。
正當研究陷入困境時，時任中國農林科學院院長的金善寶聽到消息后，專程從北京趕來考察竹稻 。為了解決遠緣雜交后代不育的難題，金善寶指導鐘章美用秋水仙素進行處理，終于得到162粒種子 。"有了種子就說明竹稻可能得到后代 。"
竹稻雜種后代的特點是表現優勢大，分蘗力強、根粗葉旺、莖葉堅實、稈壁厚、硬度大、葉片長且硬等 。但由于染色體重組，穩定性被動搖等原因，竹稻的雜種后代嚴重分離，出現生育期變異、結實變異、發芽力變異和形態變異等情況 。
為此，鐘章美將竹子與水稻超遠緣雜交成功的材料與水稻不斷回交、復交，經過十六七代的培育，終于得到比較穩定的"竹稻966"和"竹稻989"等 。

由于缺乏資金等客觀原因，基因檢測無法完成，竹稻在學術上一直存在質疑，不過也有專家認為，竹稻超遠緣雜交的成功不用懷疑
2003年，鐘章美與梅州市農校開展竹稻研究合作，并邀請福建農林大學作物遺傳改良研究所的專家為"竹稻966"和"竹稻989"進行遺傳組成的檢測 。結果顯示：初步推斷"竹稻966"和"竹稻989"的基因組中含有來自"青皮竹"基因的成分 。