【百年赵洪璋】(15)恩师赵洪璋的小麦杂交育种学术思想

来源:离退休处 | 作者:宋哲民 | 发布日期:2018-06-05 | 阅读次数:

  赵洪璋老师一生在作物育种学教学、小麦杂交育种研究和服务“三农”等方面都取得了很大成就。在小麦育种方面,正如中科院院士庄巧生先生的评价:“赵洪璋教授在我国小麦育种发展前沿不断开拓前进中赢得了一个又一个的胜利,为中国小麦育种史写下光彩夺目的篇章。”老师一生选育了四批品种,涵盖十几个大面积推广的品系,四批品种就是四次创新。育种家一生能有一两次创新就很了不起了,而赵老师的四次创新在我国小麦育种史上实属罕见,可以说是空前绝后、居功至伟。

  一、关于作物育种学学科

  作物育种学到底是什么性质的学科?赵洪璋老师认为,从理论体系讲,作物育种学是一门人工进化的科学,他把作物育种学上升到进化学科的高度。物种进化涉及到两大问题:一是生态环境、生态条件;二是生物进化的三个要素:遗传、变异和选择。人工进化是自然进化的缩影,涉及到生态条件、时间、空间等诸多因素,把学科定到进化学科的高度,站得更高、视野更宽,对学科的认识也更加全面、更加贴合实际。

  什么样的育种方法才是科学的、正确的?赵洪璋老师认为,育种方法越贴近、越符合物种自然进化的规律,育种的效果就会越好。以小麦为例,目前,全世界推广的小麦品种80%以上是杂交育种选育的,主要原因是杂交育种采取的一系列程序、方法比较接近小麦物种自然进化的过程。面对不断变化、发展的各类育种方法,育种家要善于将自然进化的规律和小麦育种实践相结合,才能提高育种成效。虽然,现在有很多创造变异的方法,但要成为品种,必须在当地生态条件下进行稳定选择、适应,否则,只能成为一个材料。

  赵洪璋老师明确提出,应将“作物生态学”作为“作物育种”的基础学科,放在与“遗传学”同等重要的位置。在小麦育种基础理论的学习中,“作物生态学”的重要性不亚于“遗传学”。这是赵老师在学科建设上的一大贡献,也是一种创新提法。生态育种就是就地育种,即结合当地生态条件进行。随着全国各地各个育种单位的成立与发展,开展当地育种有了更多有利条件,因此,将“作物生态学”作为基础性学科的重要性也在不断得到验证。

  怎样全面认识和定义品种,赵洪璋老师认为,品种是在一定的自然、农业、经济等综合生态条件下形成的优良的栽培群体。这一概念看似简单,但很有意义,赵老师用确切、简明的语言对品种的内涵和外延做了明确界定。一是把品种的经济学属性和生物学属性结合起来,和一般植物不同,品种不仅仅是一种生物,是不可或缺的活的生产资料,还具有经济价值。二是包含了品种的三个特性:实践性、地区性和适应性。赵洪璋老师经常说:“没有万物长青的品种,也没有盖世的品种”。育种家就是要不断学习、不断革命、不断前进。最后提出群体这一概念,从生产角度来说,不是群体,在生产中就没有意义。

  二、关于选育品种

  (一)育种目标的新见解

  育种目标就是要选择什么样的品种、品种具备什么样的特征、特性?从动态、长远的角度,赵洪璋老师提出要用多类对照品种。对照品种,育种目标可以分为以下四类:一是理想的目标,即设计方案中确定的目标,想要培育什么样的品种,要具备什么样的特性;二是现实的法定目标,即每个地区都有法定的对照品种,新品种想要通过审定必须超过对照;三是未来的目标,即未来有希望、有苗头但还没有成为品种,尚在区域试验、示范中的优良品系;四是隐形目标,即在育种家实验地还没有出圃、没有参加区域试验但有突破性潜力的品系。

  育种家要看到地平线上的新事物,品种要超越多类对照才能成为突破性的品种。就育种目标的重要性而言,赵洪璋老师认为这是首要问题;中国农科院王恒利先生称之为龙头;国外有育种家称为活动靶。赵老师关于育种目标的思想,就是既有法定的对照目标,又不能局限于法定的对照目标固守不变,而是有着更高的超越、更高的要求。

  (二)关于个体适应性与群体适应性的观点

  任何一个品种都是从个体开始选择,但决定品种生产价值的是群体。个体好,群体才能好。但群体又不是个体简单的累加,里面包含动态的相互联系、相互制约的复杂关系,因此要以群体的观点选择个体,即从群体着眼,个体入手,这是一个大课题,在几十年的育种实践中,赵洪璋老师一直不断探讨、研究。他认为,个体看着长得很好、很壮,但构成的群体不一定是好的、合群的;从生长发育过程解决好群体和个体的适应性问题,就会大大提高育种成效,品种选育就会取得突破。

  (三)关于性状选择指标的探索和创见

  从苗期到成熟、从低代到高代稳定,要通过选择性状才能落实育种目标。什么样的性状是好的、是不是育种所需要的,心里要有一个选择指标。例如,怎么看麦子成熟,是正常成熟还是病害、青杆?需要有选择的指标才能确定。在实践中,赵洪璋老师提出了“三黄一绿穗领先”为正常成熟的性状选择指标。从光合作用角度看,品种要高产必须要有很好的光合效能,赵老师提出要记载生长势,叶子颜色要深一点,叶绿素含量高有利于光合作用;叶子不同的姿态会影响其光合面积。正是这些有创见性的见解,使他能够培育出一批批优良品种。

  (四)独具特色、卓有成效的小麦杂交育种技术体系

  育种工作是一个系统工程,时间跨度很大,在这一过程中需要精心设计、精密施工,没有形成规范、有序的制度体系,就很难成功,赵洪璋老师认为,育种工作是“运筹帷幄之中,辛劳于田室之内,决胜于十年之后”的系统工程。规模小、时间短、成效高、成本低是赵洪璋老师小麦育种的特色。他要求,试验地培养和管理,播种、田间管理、收获,试验方案制定、执行、检查、总结,田间和室内选择都要做到程序化、制度化。现在,杨凌各单位育种课题组基本上都采用赵老师的方法。

  三、品种生态类型和应用基础理论研究

  赵洪璋老师是陕西省小麦品种生态类型早期研究者之一。1940年到1942年,他和同窗好友、同事王玉成老师一起从事陕西省小麦品种生态类型研究工作,相关研究结果发表在《陕西小麦》一书中。解放后,他们又对陕西省小麦品种生态类型进行了新的研究总结,相关成果刊在《中国农报》上。

  一个地区选择的新品种必须具备当地生态类型的基本特征和特性,这个结论对小麦品种选育工作有很大贡献,对陕西省小麦育种工作起着重要的借鉴和指导作用。20世纪80年代中期,我们继续开展相关研究,研究结果和金善宝先生主持的全国小麦品种生态型研究的结果不约而同。

  应用基础理论研究强调基础理论要应用于育种实际工作,在我国老一辈育种学家中,赵洪璋老师尤其重视应用基础理论研究,他围绕主要育种目标,开展早熟遗传、矮杆遗传、籽粒灌浆特性遗传以及品质、抗赤霉病等多方面研究,所带研究生大都围绕以上方面开展工作。

  四、营造学术氛围,建立学术制度

  (一)强调育种,更强调育人

  赵洪璋老师长期担任育种实验室主任,讲授“作物育种学”课程,他强调育种,更强调育人。他以身作则、言传身教,强调学生要德智体全面发展,要又红又专。就如何解决小麦抗倒伏问题,赵老师说:“想要知道梨子的滋味,必须要吃梨子。”风雨交加是麦子倒伏最主要的外部原因,一下雨,他就带领大家往地里走。实地观察麦子怎么倒的,认真观察后发现,有的品种杆很粗直直倒下;有的品种杆很细,风雨后倒了又起来了。多次观察总结后提出,茎秆要具备矮、韧、坚、粗四个特点,品种才能抗倒伏。

  抓理论学习、抓实践、抓集体、抓制度是赵老师培养学生的最大特色。教师上课之前,要求他们要认真研读教科书及相关参考书,全体人员听课并进行讨论总结,从讲授内容、表达方式、乃至板书发表意见。当时,耿志训、朱庆麟两位老师从前苏联留学回来,讲授“遗传学”课程,反映很好。后来,朱庆麟老师说,原以为教“遗传学”很简单,但是现在看也不容易。这足以看出赵洪璋老师对教学的高要求。

  赵洪璋老师尤为重视学术活动,经常邀请名家作报告,先后邀请鲍文奎院士讲《小麦的过去、现在和未来》、盖钧镒院士讲《数量遗传学》的运用、王恒利研究员讲《穿梭育种》、中科院遗传所欧阳俊峰研究员讲《组织培养》、李宗智副教授讲《品质育种》、杨作敏先生讲《小麦条锈病的问题》等。赵老师是学术带头人,是具有批判思维的学者,他大力提倡,不论职称、身份地位等,大家就学术问题开展讨论,营造出在科学面前人人平等的浓郁的学术氛围。学术报告之后,我们要连续开会一起讨论,谈体会、说收获,大家获益匪浅。同时,赵老师注重学习经典理论和本学科最新研究成果,通过集体讨论,相互启迪,增长知识。

  对课程设置,赵洪璋老师也有其独到的见解。在“作物育种学”中要讲各论,要讲哪几种作物?当时学校的提法是立足陕西、着眼西北、面向全国。选择作物时,赵老师根据国情、校情以及教研室实际,大家讨论后提出,根据作物授粉方式选定,即依据自交授粉作物、异交授粉作物、常异交作物、无性繁殖作物等选择小麦、玉米、棉花、甘薯等讲授各论课程。举一反三,加深学生对课程的理解和运用知识的能力。

  (二)学术制度

  赵洪璋老师坚持研究课题的计划必须在教研室会议上报告,执行效果要有中期检查,每年实验报告、结果的总结要集体讨论,集思广益,以此作为改进教学、科研工作和培养提高青年教师成长的重要途径。换句话说,赵老师培养学生要求“博”和“专”,既需要渊博的学识又强调对专业的精深钻研。他培养学生不是靠一个人,而是通过集体、通过实践带学生,培养他们创造性的思维。

  人物简介

  宋哲民,男,1936年12月出生,甘肃张掖人,教授,1959年毕业于西北农业学院农学专业,留校任教。曾任小麦研究所副所长,小麦育种研究所副主任、主任等职。


编辑:张晴     终审:闫祖书