寧夏銀川市83歲的王成玉創新的「遠緣複式雜交技術」,讓枸杞番茄、玉米水稻、玉米小麥等更多遠緣雜交成為可能。
他在實驗中先進性嫁接無性雜交,然後授粉有性雜交,通過代謝讓兩種植物的親和力逐步改善,成功進行雜交,突破了國內外學術界的禁區。
大棚里的枸杞番茄。
83歲的王成玉把科幻奇想變成事實。
1958年從西北農學院畢業後,王成玉來到寧夏靈武園藝試驗場的蔬菜實驗室工作。從那時起,他就開始了雜交育種的研究。當時所有的課本里都說木本和草本植物既不能嫁接成功、更不能雜交成功。
年輕的王成玉偏不認這種說法,他「腦洞大開」,試驗中創造性地想了一個辦法,先嫁接進行無性雜交,然後授粉有性雜交,這樣先通過代謝讓兩種植物的親和力逐步改善,再進行雜交就可能成功。「先談戀愛後結婚」,王成玉這樣形容他的「遠緣複式雜交技術」。
上世紀60年代開始,他用枸杞做父本,辣椒做母本,進行雜交試驗,反覆完善「遠緣複式雜交技術」。眼看試驗即將成功,沒想到「文革」中斷了他的研究。
「但那時我腦子裡想的還是雜交育種技術,偷偷地在家做實驗。」王成玉說。
「文革」結束後,王成玉被調到寧夏銀川市糖廠從事管理工作,遠離了雜交育種研究,但他對自己即將成功的「遠緣複式雜交技術」一直念念不忘。直到2007年,已經退休的王成玉決定重拾科研,將「遠緣複式雜交」進行到底。
此時,王成玉除了每月三千多元的退休金外,既沒有研究經費,也沒有試驗場地。和老伴商量後,老兩口以7萬多元的價格賣掉了自己的住房,住進女兒家,並用這筆錢重啟雜交育種研究。王成玉負責做試驗,老伴馬貴齡給他打下手。
為了節省經費,王成玉將試驗室就設在他的臥室內。一張小小的書桌上面擺滿了試驗器材。「每天他在這一坐就是十來個小時,人老了,做完實驗眼睛幾乎啥也看不清了。」馬貴齡說。
有了前幾十年的積累,王成玉的試驗進行得很順利。枸杞和辣椒雜交出來的新品種「枸杞辣椒」單個辣椒長30多公分,不僅產量高,營養物質的含量是普通優質辣椒的數倍。記者在一家種植枸杞辣椒的農戶大棚內看到,一隻辣椒竟和人的小臂一般長。老兩口將枸杞辣椒申請專利,並賣給企業大規模種植。如今枸杞辣椒產品已經銷往沙特、杜拜等中東地區。
枸杞辣椒的專利費共賣得25萬元,王成玉將這些錢又全部投入到接下來的雜交試驗中。枸杞和番茄雜交,新品種枸杞番茄已經進入第六代。試種植枸杞番茄的寧夏農民邵寶平說:「畝產可達1.5萬斤,比正常番茄畝產多3000斤,而且含糖量更高。」
四碳植物玉米和三碳植物水稻雜交,新品種玉米稻繼承了四碳植物光和效率高的優點,一穗結實平均在120-150粒,而普通水稻只有80-100粒。
然而任何一項突破常規的科技創新在開始時都充滿了爭議。王成玉的遠緣複式雜交技術也不例外。「當初在枸杞番茄的一次評審會上,沒有一位專家認可這項技術。」王成玉說,專家們認為不同屬植物之間的雜交是不可能的。
寧夏農科院一位水稻專家說:「我去現場看過玉米和水稻的雜交品種,但是仍對此持謹慎的態度,從目前的科學理論上來講成功的可能性不大。」
面對專家的質疑,王成玉有些不服:「目前的理論無法解釋,但是我實打實地做出來了,這為什麼不可能呢?」
中科院華南植物園研究員、植物遺傳學專家王瑛曾和王成玉進行過交流合作。她認為,雖然目前學界還無法解釋遠緣複式雜交技術的理論原理,但從枸杞辣椒和枸杞番茄的實踐來看這項技術是可行的,它也會成為雜交水稻、小麥的一種育種方式。
直到近期,王成玉看到美國《科學》雜誌上的一篇論文,讓他有了遇見知音的感覺。「這位科學家採用螢光標誌基因的技術,證明了嫁接部位頻繁發生基因交流的現象,並認為嫁接是基因跨越不同物種的障礙而自由轉移的一種新途徑。」王成玉看到這篇文章後非常激動,這篇論文為他的雜交技術提供了理論支撐。
雖然學界專家對遠緣複式雜交的懷疑不斷,但是王成玉堅持相信自己,利用這項技術,他已經成功申請了8項雜交育種國家專利。
「把向日葵和大豆嫁接,我們實現了豆科植物根瘤菌的轉移,使非豆科作物進行生物固氮成為可能,可大大降低非豆科作物化肥使用量。把冰草和小麥嫁接,我們培育出了多年生小麥,小麥能像草一樣『續耕』,這些技術如果成功應用到實際種植中將大有裨益。」王成玉激動地展望著遠緣複式雜交的應用前景。
王成玉成功培育出多年生的小麥。