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喻树迅

棉花育种“魔术师”——记中华农业英才奖获得者 喻树迅

作者:   文章来源:农科英才   发表时间:2013-12-11    点击量:

  [简介]  喻树迅,男, 1953 年出生于湖北省麻城县,作物遗传育种专家。1979 年毕业于华中农业大学。现为中国农业科学院棉花研究所所长、研究员,中国棉花学会理事长,中国棉花协会副会长,农业部棉花生产专家顾问组首席专家,国家“十五”现代农业技术主题专家组组长,中美棉花基因组测序项目共同主持人,ICGI 遗传资源委员会共同主席,中国农业科学院学术委员会委员等职。

  先后主持“八五”“九五”国家棉花育种攻关、国家“973”、“863”、“948”、转基因重大专项、农业产业体系等18 个重大项目。培育成功早熟、高产、抗病、低酚短季棉品种,先后育成中棉所16 等13 个早熟棉花品种,累计推广1 333 万公顷。培育成功拥有我国自主知识产权的转基因抗虫棉品种,为在全国棉区推广作出了积极贡献。获奖成果12 项,其中国家科技进步一等奖1 项、二等奖3 项,省部级奖8 项,发表论文100 余篇,出版著作6 部。先后被授予国家“百千万人才工程”人选、国家级有突出贡献的中青年专家、享受政府特殊津贴专家,2006 年获首届中华农业英才奖。

  思念人民温饱,胸怀科学重任;带领科研团队,刻苦攻关前行。不断突破棉花早熟、高产、抗病三大阵地,加速培育自主产权抗虫棉占领全国三大棉区。用自己全部青春力量,为祖国建立卓著功勋。

  科学家不是依赖于个人的思想,而是综合了许多人的智慧,所有的人想一个问题,并且每人做它的部分工作,添加到正建立起来的伟大知识大厦之中,这座大厦将更加宏伟壮观。喻树迅就是这样想的,也是这样做的。他意志坚定、刻苦学习、持之以恒、艰苦奋斗,把整个心血都倾注在我国棉花事业上,结出累累硕果,造福天下。

  艰辛磨练刻苦学习 立志为农服务

  喻树迅出生于湖北农村,父母都是农民,家里兄弟姐妹很多,他排行第五,家境并不富裕,生活很艰难。在哥哥们的帮助下,勉强能够上学。上学要走十几里地的山路,他每天背着干粮,带着咸菜独自上路,这样日复一日,年复一年,从小磨练成坚强意志和顽强的信念。要为家乡服务,要改变农村面貌的理想一直激励着他,使他学习刻苦,最终考取了华中农业大学。

  大学里,他如鱼得水,在知识的海洋中遨游。教室里、树阴下都留下他的身影,他以优异的成绩毕业于华中农业大学农学系,分配到中国农业科学院棉花研究所,从事短季棉遗传育种研究,从此,开始实现他人生中最大的梦想——为棉农服务。

  划分短季棉种植区 奠定发展基础

  喻树迅全身心投入到棉花科研中,致力于培育棉花新品种。20 世纪80 年代,他根据我国不同棉区气候特点、生产水平、种植习惯,和同事们一起到辽宁、新疆、甘肃、山西等特早熟棉区实地考察,收集国内外种质资源,经常是晴天一身汗,雨天一身泥,不辞辛苦,潜心研究,经过5 年努力,首次提出短季棉生态区的划分和不同生态区亲本的利用方法,将我国短季棉品种划分为三种主要生态类型:北部特早熟生态型、黄河流域生态型、长江流域生态型。短季棉品种的区域性划分,为我国短季棉区域合理种植和耕作制度改革打下了坚实的基础。至今,这一理论还一直被采用。

  第一个短季棉问世 推动麦棉两熟

  20 世纪80 年代初,黄河流域棉区不仅是棉花主产区,同时也是粮食主产区,随着“人增地减”和农业生产的发展,粮棉争地矛盾日益突出,改一年一熟为粮棉两熟势在必行。针对当时主栽品种黑山棉1 号生育期长、不抗病等突出问题,喻树迅和大家一起进行短季棉育种攻关,选育出早熟性好、生育期115 天、适合耕作改制需求的短季棉新品种“中棉所10 号”。该品种的推广应用,开创了培育适合麦棉两熟早熟棉花新品种的先河,缓解了粮棉争地矛盾,推动了黄河流域棉区耕作制度改革的快速发展,成为黄河流域和长江流域棉区麦(油)棉两熟栽培的主要短季棉品种,在北部特早熟棉区迅速推广,1984 年推广面积近67 万公顷。喻树迅认真观察、仔细研究短季棉的早熟特性,总结出短季棉早熟指示性状,发现蕾期脱落率低、果枝始生节位低、遗传力高的品种早熟性状好,为短季棉新品种选育找到了捷径,对形成我国麦棉两熟新耕作制度起到了巨大的推动作用。

  培育早熟抗病品种 解决病地植棉

  20 世纪80 年代后期,我国棉田枯、黄萎病严重发生,致使部分棉田不能植棉。而抗病性与早熟、高产呈遗传负相关,国内外一直未突破此遗传障碍,喻树迅运用早熟指示性状高效选择方法,通过数量性状遗传分析明确了早熟性状受主效基因控制,以第一果枝始节和脱落率作为指示性状,通过研究荧光动力学、SOD、POD、CAT 与抗病性关系,参照荧光、酶活性的方法选种,提高了抗病育种的准确性和效率, 选育出抗病、优质、早熟、高产的中棉所16,克服了早熟与抗病、高产等性状遗传的矛盾,1992 年种植面积74 万公顷,年最大种植面积100 万公顷,累计种植567 万公顷,经济效益9.5 亿元,极大地推动了我国黄淮海棉区麦棉两熟制的发展,实现粮棉双丰收。
1995 年获国家科技进步一等奖。

  培育早熟不早衰品种 提高产量品质

  喻树迅注重创新,大胆探索,在短季棉育种中,他发现棉花的早熟性是短季棉最主要的性状,但早熟往往伴随早衰,严重影响短季棉品种的产量和品质,为此,他特地到北京大学学习人体抗衰老学,借鉴人体衰老的理论研究短季棉不早衰机理,通过对短季棉品种抗氧化系统酶活性研究发现,早熟不早衰品种的叶片叶绿素和蛋白质降解慢,SOD 等抗氧化系统酶活性强;而早熟早衰品种的酶类活性低,叶绿素和蛋白质降解快。于是,他提出了从亲本到后代的生化标记辅助选择育种技术,有效地缓解了早熟早衰的遗传负相关,育成了早熟不早衰、丰产、优质、抗病的系列短季棉品种中棉所24 和中棉所27 以及中棉所36,生育期为110 天,霜前花率90% 以上。实现了短季棉早熟、产量、抗病的三大突破,累计推广214 万公顷,2004 年获得国家科技进步二等奖。

  培育低酚棉品种 实现综合利用

  棉株全身是宝,陆地棉的棉仁中含有40% 左右的蛋白质和35% 以上的脂肪,但一般棉花种仁中含有较高的棉酚及其衍生物,人以及一些动物食用后,便会产生中毒的现象。棉油脱毒精炼后可食用,但榨油后的棉籽饼只能作肥料,影响了棉籽蛋白的综合利用。而当时已选育出的一些低酚棉品种,因低酚性状纯度差,难以在生产上应用。喻树迅首次从国内外育种材料中筛选出陕2942、中无642 和GL-5 等抗病、早熟、低酚种质材料,分析表明,低酚性状受6 对隐性基因控制,难于纯合,很容易通过昆虫、风媒串粉,造成混杂退化,影响低酚棉的综合利用。为解决这一难题,他采用多代自交有利隐性基因纯合的方法与选择雌蕊柱头短、雄蕊长且早散粉的生物性状相结合,对后代进行选择,使g12g12g13g13 两对主效隐性纯合基因稳定遗传,育成中棉所18、中棉所20,其纯度可达99%,棉酚含量低微,该品种生育期113 天,既适于黄淮棉区麦棉两熟,也适于西北内陆棉区作一熟春棉,累计推广100 万公顷,成为我国低酚棉历史上推广面积最大的品种,1999 年获国家科技进步二等奖。该品种具有较高的综合利用价值,是低酚棉育种的一大突破。
 



喻树迅在田间选种

  培育转基因抗虫棉 阻击棉铃虫害

  20 世纪90 年代,一场毁灭性的棉铃虫灾害使我国的棉花产业濒临绝境,为了对付铺天盖地的棉铃虫,棉农只能用农药防治,打药遍数越来越多,浓度也越来越高,棉铃虫仍难以防治,采用人工捉虫,棉铃虫的繁殖力惊人,根本捉不完,致使部分棉田没有收成,大部分棉田减产50% 以上。两三年期间,我国的棉花种植面积从667 万公顷锐减到400 万公顷,国家与棉农的经济损失超过400 亿元,纺织工业停顿、出口创汇大幅缩水,全国棉花产业面临极大困难。此时,美国转Bt 基因抗虫棉乘势而入,欲占领中国抗虫棉品种市场。喻树迅看在眼里,急在心上,作为中国的棉花育种专家,不甘心落后,他以高度的民族责任感,带领棉花育种团队奋发图强,应用中国农业科学院专家制备的抗虫基因,研发成功第一批转基因抗虫棉品种,使我国成为继美国之后世界上第二个拥有自主知识产权的转基因抗虫棉国家。紧接着,我国科学家开发的双价抗虫棉和转抗虫基因杂交棉问世,在其抗病虫能力提高的同时还增产20% 以上。2005 年育成双价转基因抗虫短季棉中棉所50,之后,又育成中棉所58,生育期为105天,比对照增产20% 左右,至此,短季棉育种在熟性和抗虫性方面又步入了一个新阶段,为我国自主培育的抗虫棉发展起到了促进作用。2005 年获国家科技进步二等奖。

  带领基因组学研究 实现分子育种

  喻树迅作为2004—2009 年和2010—2014 年两轮“973”项目的首席科学家,一刻也不放松,在进行棉花纤维品质功能基因组学研究的同时,2007 年启动了中美棉花基因组测序,开展了TM-1 第12 号和26 号染色体400 个BAC 的测序工作,取得较好进展,预测到纤维发育、开花及色素以及抗性等2 061 个基因,该研究为四倍体陆地棉全基因组测序奠定了坚实的基础。通过分子改良,可使棉纤维长度和强力提高1~2 个单位,纤维长度达33 毫米以上,比强度最高达44cn/tex 以上(推广品种纤维长度29 毫米,比强度30cn/tex),并在产量方面取得重大突破。

  30 年荏苒倾注于棉花研究事业,喻树迅从1979 年刚刚毕业的一介书生到如今叱咤棉花研究领域的领军人物,他戏称棉花品种就是他的孩子。他育成13 个短季棉品种,推广种植1 333 万公顷,社会效益190 亿元。喻树迅常说:“作为农业科研工作者,就是要做农业先进生产力的代表,就是要为广大农民的最根本利益服务”,可见一位学者的理想和赤子之心,永远值得我们学习。
 

中国农业科学院棉花研究所供稿