花开花落终生果——记中国工程院院士张新友



张新友从事杂交试验



张新友院士在整理学术报告 本报记者李林山摄



张新友与外国专家交流



张新友送技术到田间



张新友向访华的莫桑比克总统介绍河南花生科研情况

手捧丰收的花生,张新友笑容绽放。资料图片

□本报记者赵川张生平

9年前,记者和河南省农业科学院研究员张新友有个约定:如果哪天当上了“花生院士”,一定再写一篇文章,标题就叫《花开花落终生果》。当年,张新友主持的科研项目——“高油高产多抗花生新品种国审豫花15号”获得2006年度国家科技进步二等奖时,本报刊登了记者采写张新友的通讯《花开花落花生果》。

花开花落,秋冬春夏,张新友的花生果越结越大,越结越多。张新友和他的团队相继育成“豫花”、“远杂”系列早熟、高产、高油、抗病花生新品种33个,其中14个品种通过了国家审(鉴)定,育成品种数量之多、质量之高,在全国花生育种团队中名列前茅。

2015年12月5日晚,忙碌了一天的张新友通过电话平静地向记者讲述他与花生花开花落31年的故事。

花生花开

张新友培育的所有花生品种,125天以内成熟,解决了小麦与花生争地的矛盾,可以做到一年两熟

“可能很多人认为,当院士是不是欣喜若狂?我说我一点这种感觉都没有,我欣喜决不若狂,而且没有功成名就这种感觉。”此时记者能听出来电话那头张新友的微笑,他饱经风霜的脸一定灿若花开。

张新友是做花生遗传育种研究的,他最大的愿望是解决农业生产中的实际问题。

张新友的研究完全是伴随着我国花生产业发展的不同时期存在的问题来展开的。

第一个就是解决小麦花生一年两熟问题。传统的花生,包括河南、河北、山东、安徽等省份在内的黄淮海地区,过去种花生只能是一年一季。由于花生的生育期很长,一般是130多天到150多天,种花生就不能种小麦,种小麦就不能种花生。

小麦是第一大作物,不可动摇的,所以花生发展很慢。花生那时候主要种在小麦种不成的地方,一年种一季花生就完了。

要想发展花生生产,必须解决与小麦争地这个问题。那怎么办呢,小麦你改变不了,只能改变花生。让花生晚熟变早熟,提早花生的成熟期,这是要做的第一个目标。但是还有一点,提高早熟性,又不能降低产量,降低产量农民不干。所以他们攻克的第一个目标既要早熟,又要高产,就是解决小麦和花生争地矛盾,尽量做到小麦花生一年两熟。

现在张新友培育的所有品种,125天以内成熟。在河南全省,包括安徽、山东、河北,周边地区都可以做到一年两熟。小麦花生一年两熟,这个贡献是很大的。解决了小麦花生争地的矛盾,可以做到小麦花生一年两熟,而且花生效益比玉米大豆要高很多,所以农民更愿意种花生,花生的种植面积迅速扩大。

1985年,河南省的花生面积才有550万亩,到1995年,10年时间上升到1100万亩,翻了一番。到2000年以后,稳定在1500万亩以上,主要就是因为这些早熟高产品种的培育。过去花生都种在沙山漠地,众物不兴的地方,现在花生转移到小麦田,小麦田的肥地水平很高,所以花生单产提高非常快,从20世纪80年代中期到2000年以后,提到了1.7倍以上。作为育种家,张新友深知,良种虽然是最具科技含量的生产资料,但是只有牢牢地掌握在农民的手中,才能发挥其应有的作用。因此,他非常重视新品种的推广和转化,经常带领课题组深入农村,通过创办示范样板和开展技术培训,将新品种和新技术变成农民群众看得见、学得会、用得好的致富技能。他们在农村培育的高产示范田,曾经创下663.5公斤/亩的河南花生单产最高纪录。

张新友团队培育的豫花14号、15号不仅在兰考县和孟州市得到普及,而且迅速辐射到全省乃至周边省份,并成为安徽省的主推品种,在河北、山东、北京、湖北也得到了大面积推广,受到了农业部的充分肯定。

花开花落

“九五”以来,张新友主持选育的“豫花”及“远杂”系列花生新品种累计推广1.05亿亩,增加社会经济效益近110亿元

花开花落,结不一样的果。

2011年,张新友从地方的农家品种那儿发现一个花生的皮是彩色的,像穿着花衣服一样,产量很低,品种很差。但张新友对这个花皮花生很感兴趣。他觉得这个材料种皮颜色非常独特,所以就对材料进行杂交,看看怎么遗传。

这种花皮花生父本很好,但杂交果长得瘪。张新友拿到海南试种,结果杂交果长得很饱满。为什么?

就温度来讲,海南冬季的温度赶不上郑州夏季的温度,温度肯定不是问题。张新友就怀疑是不是光照的问题,因为海南三亚冬季光照大概12个小时左右,郑州夏季是15到18个小时,会不会是光照时间的问题?他从海南把材料拿回来以后,就在郑州设计了实验:做一个暗箱,每天下午提早把暗箱罩在盆栽花生的盆上,第二天早上八九点才把暗箱拿开让花生见太阳,以模拟海南冬季的日照时间。

到花生收获的时间张新友一看,验证了他的猜测,是每天的日照强度影响了它的结果。他用暗箱罩着花生,生育期短了,跟海南结果的情况基本相似,种子比较饱满、比较大。但是接受正常日光的种子,却长得很瘪小。他得出一个结论:这个材料对光照强度是很敏感的,与过去已知的花生材料对光周期不敏感有很大不同。

张新友的猜测得到验证,科研往往就是这样,在不经意间发现了很多与传统观念不一样的东西。

花生种皮有白皮的也有粉色的。张新友曾经为了做遗传研究建立一个杂交群体,对粉色种皮的花生和一个白色种皮的花生进行杂交。按照传统的观念,杂交一代的种皮颜色要么是粉色的要么是白色的,结果张新友得到一个深红色的。他大吃一惊,怎么可能呢?既不像父亲也不像母亲,而且比父母亲的颜色都深很多。他首先怀疑是不是自己做错了?

第二年,张新友完全重复这个试验,做出来一模一样。张新友说:“把它的父亲、母亲换换,让A当父亲、B当母亲,同时再让A当母亲、B当父亲,两个试验同时做,做出来以后,F1还是红色的,证明试验没做错。然后,我又找了一个C,也是白色种皮,我让C也与A杂交,B也与A杂交,B和C是两个不同的白色种皮,都跟同一个材料杂交我看有没有差异。一杂交发现问题大了,A和B杂交,是一种结果,A和C杂交是另一种结果,尽管B和C是两个不同材料,但都是白色的,跟同一个材料杂交,得出的结果不一样,说明白色对花生种类的控制很复杂。”

“尽管两个父本从外观看一模一样,都是白色种皮,与同一个母本杂交,它的后代结果是不一样的,说明B和C虽都是白色种皮,但不是同一个遗传控制系统。”张新友说,“科学研究就这样,你发现问题后再去认真把问题搞清楚,这里面充满了乐趣。”

正是张新友对科学的浓厚兴趣,对未知的无穷探索,才伴随着他踏踏实实走到今天,选育出优良的品种。

张新友现在培育的花生主要是粉红色的小油果,紫色的、黑色的、白色的、花皮的都有。

为了保证粮食安全,河南省绝大部分土地用来生产粮食了,所以,留给油料等经济作物的空间非常小。目前我国进口食用植物油占植物油总体消费量的62%以上,这个比例很可怕,因为进口依赖度太高的时候,人家卡你很容易,不给你出口。

扩大油料面积很难。这是摆在张新友面前的最现实的问题。怎么办?这就要提高单位面积的产油量,培育高油品种。目前张新友科研团队审定了9个含油量超过55%的品种,而一般的花生品种的含油量在52%左右。张新友团队培育的高油品种的推广面积排在全国首位。

把成果推广到生产中,解决生产中的问题才能真正实现目标。示范推广、产业化,就需要一帮人来做。张新友说,团结协作、团队精神对于我们搞工程技术的人来说非常重要。

张新友的团队在延津县创办的豫花7号高产示范田,曾创下亩产663.5公斤的河南花生单产最高纪录;在兰考县建立的花生高产与地下害虫综合防治示范田,60亩豫花15号示范田取得了平均亩产571.5公斤的好收成;据统计,“九五”以来,张新友主持选育的“豫花”及“远杂”系列花生新品种累计推广1.05亿亩,增加社会经济效益近110亿元。

花落生果

目前,“远杂9102”是世界上推广面积最大的远缘杂交品种

育种技术的研究是最难的,跟十月怀胎一样。张新友期待花开花落花生果。

花生起源于南美洲,是一个豆科作物,豆科作物里面有个花生属,这个花生属大概分了69个种,69个种里面只有一个是具有重要经济意义的种,就是现在叫的花生,种的花生就是69种之一,全世界种的就这一个栽培种,其他68个都叫野生种。野生种和栽培种之间有个最大的问题,他们之间不能杂交。过去所有的品种改良都是在栽培种里面进行材料之间的杂交,杂交来杂交去,全是近亲繁殖。所以张新友想利用另外68个种的优良性状来改良这一个种,这叫利用野生种来改良栽培种。但是这68个种里面绝大部分与栽培种杂交是不亲和的,得不到种子。而恰巧在这些野生种里面,有很好的抗原,而且品质很好,含油量很高,但是不能用。越是需要哪些种子,杂交难度越大。

为什么得不到种子?胚胎发育是很漫长的过程,从花粉和花粉母细胞结合以后,形成受精卵,发育需要两三个月的时间。张新友研究发现这个受精卵发育到一定时期后就不能够发育了,他就在这个发育停止前,把幼胚解剖出来,放到人为培养基上进行培养。完全隔离在人工的条件下,把它培养成一个幼苗。“我不需要种子的过程,直接得到幼苗,不也代替了种子的作用吗?这叫幼胚离体培养技术。”通过多年探索,张新友觉得,利用幼胚离体培养技术,可以解决得不到种子的问题,也就是杂交不亲和的问题,可以得到杂种一代。

张新友说:“目前我们利用这种技术体系,在很多原本不能得到杂种后代的组合里面,我们得到了杂种后代,通过这种远缘杂交,我们创造了一大批育种材料,它直接育种有困难,但可以用做亲本,培育出很好的品种。这样一来,过去近亲繁殖的问题就解决了。”

利用远缘杂交技术,不但创造了一大批材料,国内很多单位用这个材料作亲本,就育成了品种。张新友自豪地说:“我们自己直接通过远缘杂交,育成了推广面积非常大的主导品种。比如说‘远杂9102’,品种性状非常好,高产,早熟,含油量高,这些综合性状确实非常优良,将具有野生种血缘的品种‘远杂9102’引入正阳县,比当地品种普遍增产20%以上,短短三年种植面积已经达到80万亩,农民的收入也提高了。目前,‘远杂9102’是黄淮海地区推广面积最大的小果型品种,年度最大面积500万亩左右,占黄淮海地区小果花生面积的25%以上,是世界上推广面积最大的远缘杂交品种。我们用23年的时间做了这项工作,结了这么一个大果。”

花开花落,花终于生了果。

张新友从2011年、2013年、2015年三次申报院士,终于修成正果。

当张新友第一时间得到院士评选结果的消息之后,他说没有失眠,第一时间也没有说与谁分享,而是觉得这个事情告一段落了。张新友说:“能成为院士很高兴,但是作为我来说,我倒觉得努力了,经过一个过程,实现了一个目标,很充实。接下来更多的是一种责任和压力,因为很多地方还需要学习,包括我们这个团队还有很多的不足需要弥补,我们要争取成为一个优秀的院士团队,为农业发展多作贡献。”

图片除署名外均为资料图片

人物档案

张新友,太康县人,1963年8月生,河南省农业科学院研究员、院长,中国工程院院士。现任河南省科协副主席、河南省作物学会理事长、河南省油料作物遗传改良重点实验室主任、农业部黄淮海油料作物重点实验室主任、花生遗传改良国家地方联合工程实验室主任、中国作物学会油料专业委员会副理事长,是国家花生产业技术体系育种岗位科学家。

自1984年参加工作以来,一直致力于花生新品种选育与推广工作。他带领研究团队攻克了一个个科研难题,为推动我国花生育种水平提升和农业科技产业快速发展做出了突出贡献。先后获省级及以上科技成果奖12项,其中国家科技进步二等奖3项、河南省科技进步一等奖2项。先后获得“河南省科学技术杰出贡献奖”、“中国作物学会第四届科学技术成就奖”、“全国留学回国人员先进个人”、“享受政府特殊津贴专家”、“河南省优秀专家”等荣誉。

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