三位同时代的植物育种家:庄巧生、布劳格和阿拉德
我国著名的小麦遗传育种学家、世纪麦翁、中国科学院院士庄巧生先生2022年5月8日在北京逝世,享年105岁。庄先生生于1916年8月5日,与他同时代的有两位著名遗传育种家,包括诺贝尔奖获得者诺曼·布劳格(Norman Borlaug)博士(1914年3月25日-2009年9月12日)和著名遗传学家罗伯特·阿拉德(Robert W. Allard)博士(1919年9月3日-2003年3月25日)(图1)。
庄先生的仙逝,勾起我对往事的回忆。在准备回忆与庄先生交往的旧事之时,忽然发现,这三位老前辈之间居然有着某种神秘的联系。查阅出生日期发现他们三人出生于1914-1919年之间(第一次世界大战及战后不久),属于同一个时代。于是,便把我与三位知名育种家的交往和回忆汇聚在一起,与育种界的同行分享。
图1 三位同时代的植物育种家:庄巧生、诺曼·布劳格和罗伯特·阿拉德
庄巧生:影响几代人的植物育种学家
庄先生出生于福建省闽侯县的贫寒农民家庭。他勤奋好学,1935年1月考入南京私立金陵大学农学院。1945年,他以优异的成绩获得到美国实习进修的机会(图2)。他一直从事小麦遗传育种研究,是跨越了几个时代的世纪麦翁。
庄巧生先生把自己的一生献给了小麦的遗传改良。他把“要跌打滚爬在麦田中,学会同小麦对话”作为自己从事育种研究的座右铭(图3)。对于自己的一生,庄先生是这样说的,“一生只做了两件事:一是育成10来个优良小麦品种在生产上应用;二是编几本与小麦或育种有关的专著,为国家科技事业留下一些历史记录。仅此而已,微不足道”。他一辈子都行走在希望的田野上,胸中永远都有那一片金黄色的麦田,是育种科技工作者敬业奉献的榜样。关于庄巧生先生的生平介绍,请参考中国农业科学院作物科学研究所的纪念文章 “沉痛悼念庄巧生院士”(https://mp.weixin.qq.com/s/0QuugRDzEpneB6m2H58-2g)。
图2 庄巧生先生福州三山中学、四川成都金陵大学毕业时留影以及美国进修时的工作照(右一)(照片来自网络)
图3 庄巧生先生“同小麦对话” (上) 以及与小麦团队在金色的麦田 (下) (照片来自网络)
在我1978年进入大学时,庄先生已经是61岁的知名育种专家,培育了“北京号”和“丰抗号”一系列小麦品种。由于我早年在国内主要从事水稻的遗传育种研究,最早知道庄先生还是从他主编的《作物学报》开始。那时候没有发表SCI论文之说,每年只有薄薄四期的《作物学报》在我的心目中如同神一样的存在。读硕士期间整天关注的就是谁在《作物学报》上发表论文,完全不亚于如今对于高水平SCI论文的崇拜。
庄先生于1984-2001期间担任了十多年的《作物学报》主编,而我这个小辈是在读在职博士期间,才分别于1989 和1992年发表了两篇论文。这在当时算是一个不错的记录。加上发表在其他国家级学报的论文,让我有机会被破格提拔为副教授。除了负责处理稿件的编辑(大概率是江苏农学院的莫惠栋先生)外,庄先生作为主编,对每一篇论文都提出了修改意见,至今对庄先生娟秀清晰的字迹记忆犹新。
庄巧生先生十分关注、扶持中青年科技人员的成长,时常鼓励他们加强中外文修养,养成博览文献的习惯,提高业务水平。他热心帮助年轻人修改文稿,凡经他审阅的文稿,必字斟句酌,准确精炼,有说服力。
在我早期的科研生涯中,得到了庄先生的许多关心、支持和帮助。1992年3-8月期间,我在中国科学院遗传研究所朱立煌先生实验室从事博士论文研究,应邀举办了题为“数量遗传的分子基础”的系列讲座,第一次比较全面地综合了以分子标记为基础的数量遗传学研究方法。后来经过努力,与朱立煌先生合作,撰写了国际上第一本《分子数量遗传学》专著(中国农业出版社,1994),成为国内广泛阅读的参考书。
在《分子数量遗传学》专著的序言中,我们特别“感谢中国科学院院士、中国农业科学院庄巧生研究员在写作过程中所给予关心和帮助“(图4)。庄先生十分关心和支持我有关分子标记应用于数量性状基因定位的宣传、推广和研究。特别值得一提的是1994年在南京召开的“第三届全国青年作物遗传育种学术会议”。当时我提交了一篇题为”分子标记在植物数量性状遗传改良中的应用”的长文(12页),大大超过了会议规定的论文长度。考虑到论文的新颖和独到,庄先生关照组委会对论文给予特别考虑,不压缩全文照发。
图4 《分子数量遗传学》前言中致谢庄巧生先生
《分子数量遗传学》专著出版之后,在美国洛克菲勒基金会的资助下,我于1995年赴美国康奈尔大学从事博士后研究。此后一去就是十多年。2010年受CIMMYT派遣,回到中国农业科学院作物科学研究所建立CIMMYT-CAAS玉米分子育种联合实验室。
当我在北京再次见到庄先生的时候,九十多岁的他,与十多年前一样,坚持下地指导小麦育种的同时,不停地看书学习,依然是一位充满活力的学者。当年承蒙他关心和帮助的我早已年过半百,开始思考着退休。而对于他,仿佛时间凝固了一般,依然保持着我离开时的模样。和他谈起读书,他重提与他同时代的加州大学教授罗伯特·阿拉德(也是这篇文章重点介绍的育种家之一)更新了Principles of Plant Breeding(第二版2009)。幸好我购买了一本原版。他得知后非常高兴,因为这本书的第一版(1960),在国际上流行了几十年,大家一直期待着新版的出现。几个月后,庄先生来还书给我,仔细点评第二版的更新和优缺点,说起来如数家珍,让我敬佩和折服。
庄巧生先生所创建的小麦遗传改良团队长期主持和参与中国与国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的合作(图5)。1984—1987年,他在担任CIMMYT理事会的理事期间,曾多次赴墨西哥该中心总部参加计划组会议,观摩其主要试验站的小麦育种研究工作,并多次与他的同龄人布劳格博士见面和交流,为CIMMYT和中国之间的国际合作做出了贡献。
图5 庄巧生先生主持和参与中国-CIMMYT的合作。上图:庄先生接待来访的CIMMYT主任和其他客人。下图:庄先生(前排右一)与布劳格博士(前排中)等人在北京。照片由何中虎博士(现任CIMMYT-中国办事处主任;后排左一)提供
Robert Allard: 植物育种原理
把罗伯特·阿拉德列为育种家,是因为其传奇的经历。阿拉德博士是一位遗传学家,美国科学院院士。目前网上可以查阅到有关阿拉德的两篇回忆文章。一篇由加州大学戴维斯分校的同行撰写(图6),另一篇是由Michael T. Clegg 撰写、美国科学院出版的传记回忆录5b)。
(http://www.nasonline.org/publications/biographical-memoirs/memoir-pdfs/allard-rw.pdf?msclkid=ecf4eabdd06611eca58fac477deab25b)
阿拉德“为基础和应用遗传学作出了广泛的贡献”。他从育种开始自己的科学生涯,撰写了那个时代最成功的育种教科书之一—— Principles of Plant Breeding(植物育种原理,1960)。该书的出版奠定了阿拉德在国际上作为知名育种家的地位,他在育种领域的声名远扬主要在于 “植物育种原理”的出版以及早期关于生统遗传学的研究。这本专著在其出版后的几十年经久不衰,曾被翻译成17种语言,直到2009年出版第二版(图7)。该书一直是国际上公认的植物育种参考书,但阿拉德本人最重要的贡献领域却是进化遗传学。
图6:美国加州大学戴维斯分校同行为罗伯特·阿拉德(Robert W. Allard)撰写的回忆录
图7 《植物育种原理》第二版英文目录
阿拉德一生中培养了来自世界各地的56名博士,同是美国科学院院士、华中农业大学教授张启发博士就是其中之一。张启发院士1982—1985年师从阿拉德,从事进化遗传学的研究。也因此,阿拉德应邀访问中国,走访了包括浙江农业大学在内的很多大学。当时很少有直接听英文报告的习惯,阿拉德在浙江所做的报告,就是由我一字一句翻译成为中文。由于我对群体遗传和数量遗传的兴趣,对报告的内容连蒙带猜也能理解得八九不离十。由于当时缺少记录,具体的报告时间也已无从考证。也不知道阿拉德是否也访问北京并与他的同龄人庄巧生先生见面。
Norman Borlaug:因育种而获得诺贝尔和平奖
诺曼·布劳格,美国著名的遗传学家和植物病理学家、诺贝尔和平奖得主、世界“绿色革命”的先驱。1942年,美国洛克菲勒基金会与墨西哥农业部合作,以解决该国因小麦秆锈病造成的饥荒。布劳格毅然辞去杜邦的高薪工作来到墨西哥,开始“穿梭育种”(shuttle breeding),培育植株矮小、主茎强壮的矮秆小麦。此后,布劳格又将矮秆小麦与日本矮秆突变体杂交,培育出半矮秆抗病小麦新品种。到1956年,墨西哥实现小麦产量翻番,实现自给。到1963年,墨西哥小麦收成是1944年布劳格刚到该国时的6倍,最终成为小麦出口国。1961-1962年,在美国农业部的支持下,布劳格的半矮秆春小麦开始在世界各地小范围测试。
1963年,在洛克菲勒基金会的资助下,在墨西哥建立了国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)。随后,布劳格受命前往巴基斯坦和印度,在那里实现了小麦产量以每年70%的速度增长。1968年,美国国际发展机构(USAID)在年度报告中将印度次大陆的粮食增长现象称为“绿色革命”,布劳格成为“绿色革命之父”。上世纪60-90年代,世界粮食产量翻了一倍,“绿色革命”改变了上世纪前半时期的全球饥荒局面,并拯救了数以万计的生命(图8)。1970年,瑞典皇家学院将诺贝尔和平奖授予了布劳格。
图8 诺曼·布劳格及其名言:食物是人类与生俱来的精神权利(Borlaug. 1972. Mankind and civilization at another crossroad: in balance with nature — a biological myth. BioScience 22)
直至耄耋之年,布劳格仍致力于非洲消除饥荒。1986年,布劳格成立了年度奖金为25万美元的世界粮食奖,专门授予全球为提高世界粮食产量、质量及食物可供应性而做出贡献的人,原农业部部长何康和杂交水稻之父袁隆平先生曾获此殊荣。布劳格曾多次访问中国,为中国的农业发展做出了贡献。1996年,布劳格当选为中国工程院外籍院士。
2006年,我加盟CIMMYT之后入住的第一个公寓就在布劳格博士的楼下。每天早上去食堂,因为人少,大部分时间都可以和布劳格一起吃饭聊天,他谈得最多的就是改革开放之后中国发生的巨大变化以及他在墨西哥和东南亚的育种经历。我也与他分享多年来一直在努力撰写的Molecular Plant Breeding专著。谈到兴头上,我便邀请他帮我为专著撰写前言。他满口答应,并亲自作序。由于工作繁忙,这本书的撰写前前后后共花了将近十年的时间,等到正式出版时,布劳格博士已经与世长辞。为了纪念他,我邀请CIMMYT时任主任,玉米和小麦项目的主任一起撰写了短文,刊登在Molecular Plant Breeding开篇的扉页上(图9-10)。
图9 纪念诺曼·布劳格博士(Xu. 2010. Molecular Plant Breeding, CABI)
图10 诺曼·布劳格博士为Molecular Plant Breeding撰写的序言
有人曾询问布劳格如何成为一个成功的小麦育种家,他回答: “Well, you go to the field. You go to the field again, and then you go to the field. When the wheat plants start to talk to you, you know you have made it.” (你下地去,下地去,然后继续下地。当小麦开始与你说话的时候,你就成功了)。显然,下地是育种成功的关键。现今在全球食品安全项目布劳格奖学金的资助下,研究生可以“下地去”,以自己的方式成为一个成功的科学家。
结语
在我的科学生涯中,能与上面三位老前辈育种家相识并得到他们的关心、支持和帮助,实乃三生有幸。作为影响了几代人的育种学家,庄巧生先生不仅培育了众多推广面积巨大的优良小麦品种,同时也培养和造就了一大批育种人才,是育种育人的楷模。罗伯特·阿拉德博士虽然仅在早年从事利马豆的育种,但他撰写的“植物育种原理” 曾经在国际上独领风骚几十年,是众多大学采纳的教学参考书,直接和间接地培养了一代又一代的育种家,可以毫不夸张地说他把植物育种的火种撒遍了整个星球。作为农业领域唯一的诺贝尔奖获得者,诺曼·布劳格博士通过绿色革命以及数十年在世界各地的艰苦努力拯救了地球上数以万计的生命。
他们三人不愧为植物育种领域具有重要影响的杰出代表,他们留下的精神财富和宝贵遗产将成为新一代育种家不断进行植物遗传改良的动力和源泉。留给我本人的终身遗憾是,我虽与三位育种家,除了阿拉德博士外,均有大量的交流和往来,但从始至终没能刻意与他们三人任何一个留下一张合影(只有与诺曼·布劳格雕像的照片;图片11),借此文字来记录我对他们的追思和怀念,同时勉励自己奋力向前。
图11分子育种践行者徐云碧博士与CIMMYT总部的诺曼·布劳格雕像。上图:2015年6月19日;下图:2018年5月29日
来源丨北京大学现代农业研究院
作者丨徐云碧