编者按：种业是国家战略性、基础性、科技性产业。要想端牢中国饭碗，既要保障粮食和重要农产品的稳定安全供给，也要实现种业自主创新，种源自主可控。在重庆，通过一代又一代科研人辛勤培育，勤勉研发，坚韧不拔地扎根土地，种业创新取得标志性的成果和阶段性的进展。城乡统筹发展网特别策划“巴渝良种”系列报道，走进育种科研人的世界，讲述他们科技创新的故事，记录重庆种业创新的斐然成果。
城乡统筹发展网记者 李文萍 张文婧
在雪山里，看到一棵野草结荚，他思考“为什么冰雪天气里植株还能结荚”；在高温干旱的夏日里，许多玉米的叶片都萎蔫了，有几株玉米叶片还是张开的，他思考“这些张开的叶片与萎蔫的叶片有什么不同”；在玉米成熟期，看到植株最下面的叶片依旧深绿，他思考“到了成熟期，为何这株还有如此顽强的生命力”……
生活中很多人们习以为常的东西，对重庆市农业科学院玉米研究所所长杨华却有着巨大的吸引力。他多年如一日，观察事物的差异性，习惯深度思考，探索解决问题的方法。
用杨华的话来说，科技的核心是创新，创新的核心在于创新思维的培养。科学家要不断训练自己创新思维的频度、深度、广度，如同“工匠”反复精雕，最终呈现出量变到质变的创新作品。
从事玉米育种30多年，杨华玉米创新团队培育出西南地区普通玉米、糯玉米国家标杆品种，应用最前沿的新技术加快育种进程，推动玉米领域的生产变革和科技进步。
在这里，我们姑且叫他“科研工匠杨华”。
▲ 重庆市农业科学院玉米研究所所长杨华
“通过极端环境下的选择，死掉一半，活下来的才算好的”
创新灵感来自长期专注
中国的第一大作物是什么？
对大多数普通老百姓来说，出人意料的答案是玉米。2023年玉米播种面积6.63亿亩，是稻谷和小麦播种面积的1.5倍和1.87倍。其中，70%的玉米用作饲料来源，支撑畜牧业的发展。
杨华玉米创新团队育成的饲料玉米“渝单8号”是西南地区国家标杆品种，所有新育成的西南地区饲料玉米品种审定都要以“渝单8号”为基准。作为标杆，多达15年，跨越两代品种更新换代。
截至目前，“渝单8号”累计播种面积4000多万亩，按当前玉米收购价格计算，“渝单8号”新增社会经济效益40多亿元。
巨大生产力的源头是一粒优质的种子。这粒优秀的种子到底是如何产生的？
▲ “渝单8号品种展示
杨华用了两次“灵感”来形容。
一次来源挑选。
团队曾将玉米试验地放在一块土层瘠薄的斜坡地，共种植9厢。结果发现，上面4厢土地贫瘠、降雨较少，全部干枯死亡；下面4厢地势较低、土壤较厚，长势良好；中间第5厢死活各半。最终，杨华从第5厢挑选一株长势最好的。
一次来源洗苗。
在海南南繁时曾遭遇台风，海水淹没了玉米幼苗，导致基地成了水田，海水退后秧苗浑身是泥，逐渐死亡。不少科研团队纷纷放弃。彼时的杨华似乎什么也没想，只是拿出毛巾将玉米苗上的泥土一株一株擦拭干净。不料，一半的秧苗竟然活了下来。
“干旱干不死，水淹淹不死。”通过这种“极端环境”的筛选，杨华找到了优秀亲本，培育出了产量高、稳定性强的“渝单8号”。
尽管当时的“挑选”和“洗苗”看似无意识，但杨华事后总结这是一种长期专注思考后产生的思维火花。尤其是回忆起海南那次“洗苗”，杨华表示应该“有迹可循”。一是只有让叶片干净才能进行光合作用，通过日常观察他发现水稻种植中叶片一直都是干净的。二是，当时刚开始科研，科研材料稀缺，一直将其视为“宝贝”，不舍得让它死去，想方设法也要保下来，这才有了“洗苗”的“无心之举”。
“很多人育种追求优中选优，但是这个优怎么选？”杨华意识到良好的生长环境，作物都能生长良好，所以要超常规、反常规，从恶劣环境中筛选出最优质的种子。“品种的逆境选择本身就是创新的一项关键技术。”
最终，这种关于材料选择创新迸发的“灵感”，被杨华总结为一套科研方法论——“半致死压力选择法”，意思是在育种领域，只有通过极致环境的筛选，达到死亡一半，剩下来的才是优秀的品种。
“科研要与市场相结合，走在生产前面5—10年”
创新方向要聚焦市场需求
20世纪90年代以前，国内农民种植的玉米大多为黄玉米，主要用作家禽牲畜的饲料，在缺粮少米的山区还可用作口粮。鲜食玉米被少数农民零星种植，作为风味特色食品。
团队发现，重庆本土一种名叫“猪儿糯”的糯玉米口感良好，作为风味食品已有上百年的历史。但是“猪儿糯”籽粒小，果穗多，产量低，农民种植积极性不高。
“随着人们生活水平的提高，粗粮会不会成为人们最喜爱的食品之一？”杨华玉米创新团队认为，生活水平的提高必然会带来健康意识的加强，低热量、低脂肪、高纤维的鲜食玉米将会在市场上有一席之地。
1997年，杨华玉米创新团队通过育种手段“扬长避短”，保留“猪儿糯”的口感，利用杂种优势，培育出了口感好、产量优的“渝糯1号”。2002年，在“渝糯1号”的基础上，结合地方品种的广适性和饲料玉米的高产性，再次培育出了品质更佳、产量更高、适应性更广的“渝糯7号”，成功缔造了西南地区糯玉米的国家标杆品种，且多年来一直没被取代。
▲ 重庆农科院玉米研究基地
“糯中带甜，老百姓喜欢吃；产量高又能挣着钱，农民都抢着种。”杨华回忆“渝糯7号”推出市场后的热烈反应。无论山区还是平坝，无论南方还是北方，“渝糯7号”都表现出了优异的综合性状，播种范围覆盖重庆、云南、贵州、四川、湖北、广西、河北、浙江等，年播种面积达70多万亩，占据当时全国鲜食玉米的“半壁江山”。
事实证明杨华玉米创新团队当时的判断是正确的。
随着扶贫工作的纵深推进，城市需求和农村产业进行了高效的对接和互动，效益农业成为人们的共识。鲜食玉米因口感良好、营养丰富、市场价值高成为效益农业的抓手之一。全国各地掀起了种植鲜食玉米的热潮。由于推出市场较早，团队培育的鲜食玉米在市场上广受关注。
“科研要与市场相结合，走在生产前面5—10年。”杨华表示科研要做到需求导向和问题导向，从全局角度看未来的发展趋势。“不可能市场有需求了，才发现我们没有这个品种。”
通过对市场的广泛调研，如今杨华玉米创新团队在玉米育种领域形成了用于食品及饲料加工的渝单系列、以全株饲料为主的渝青系列、以鲜食为主的渝糯系列三个研究方向，目前已培育出100多个品种。
其中，渝单系列注重籽粒产量和品质，满足鸡鸭猪等精饲料和工业加工的需求；渝青系列注重秸秆品质和机械化整株收割，通过粉碎、发酵等发展成为牛羊等产业的粗饲料；渝糯系列则注重花青素、叶酸、赖氨酸等功能性挖掘，满足特殊人群的健康需求。
▲ 重庆农科院玉米创新团队培育的部分品种
“用最前沿的技术做最有用的科研，提高育种效率”
科研技术是用于解决具体问题的
传统的杂交育种是漫长而艰辛的。从正常流程来看，选择一株性状良好的玉米植株需自交6代以上，也就是6年才能得到纯系；然后杂交筛选、多点试验、区试鉴定、生产试验，又要等6年，相当于从找到一株优秀的植株到审核品种需要12年。这还不包括寻找优秀植株的“海选时间”。
因此，加快育种的进程、缩短育种周期成为育种科研界最为关注的话题。
2007年，杨华到美国密苏里州立大学做访问学者，接触到单倍体诱导系。简单来说就是，玉米属于典型的二倍体植物，通过生物手段诱导成为单倍体，然后再通过单倍体加倍还原成二倍体，就能直接变成了纯系，只需要2代就能得到纯系植株，大幅缩短了育种进程。
2010年，杨华玉米创新团队在引进国外单倍体诱导系的基础上研发出单倍体诱导快速育种关键技术，并广泛应用于玉米杂交种选育过程中。
▲ 杨华和学生在观察玉米
事实上，国内曾探索过花粉诱导单倍体、子房离体培养产生单倍体，但投入大、成绩小，业内信心普遍不高。很长一段时间内，科研团队都只在小范围摸索。当杨华成功攻关单倍体诱导快速育种关键技术的消息传出后，给业内增添了极大信心，单倍体育种技术成果在国内“多点开花”，广泛应用。
传统的育种中，科研人不清楚目标性状受哪些基因控制或调控，只能依赖于田间表现对品种进行选择或淘汰。杨华了解到，通过分子标记手段，能找到目标性状的基因型，辅助育种的材料选择，可显著加快育种的进程。2005年，杨华玉米创新团队创立了玉米纹枯病分子标记定位群体，通过分子标记手段找到了玉米抗纹枯病QTL位点，解密了玉米抗纹枯病的“基因密码”，为分子标记辅助育种提供了技术和材料支持，育成“渝单24”，成为国内最早应用分子标记技术的成功案例之一。
“要用最前沿的技术做最有用的研究，提高育种效率。”这些年来，杨华的团队一直紧跟时代发展，利用生物技术等最新技术、最新方法，推动种业创新取得系列重要进展。杨华介绍，团队玉米品种选育时间从过去7—8年提升到3—4年，新种质资源创制的周期缩短为原来的三分之一，极大地提升了品种选育效率和社会综合效益。
“微量创新”“二次创新”“解决问题”
创新思维需要培养习惯
加快育种进程是业界的共识，“北种南繁”两季种植至今还是这种共识下的普遍选择。
为了进一步加快育种代速，从1993年研发玉米开始，杨华玉米创新团队就开启了“重庆—广西—海南”的三季玉米种植，成为当时玉米育种领域“春种秋繁冬繁”的“独行者”。
看似只多出“一季”，实际上面临很多难题。
例如，每季玉米生长期120天，三季就是360天，还要收获晾晒，加上当时交通不便，火车、汽车换乘，根本不可能实现三季种植。
通过观察，杨华发现玉米果穗中间段成熟最早、容易发芽，于是提前收割玉米，只保留中间段作为种子。为了解决湿玉米腐烂的问题，杨华开启“边走边晒”模式，火车站、汽车站、宾馆阳台成为了“流动晾晒场”。通过“卡时间”，杨华一年无缝衔接种出了三季玉米。
从1993年研发开始，到1998年培育出优秀的饲料玉米“渝单8号”，看似仅用了5年时间，事实上杨华已经种植了15代玉米，相当于正常育种的15年。
“书本上、老师们都告诉你要加快育种的进程，但是怎么样去加快只有自己去琢磨。”杨华表示，创新不是停留在口头上、书本里、表面功夫，而是能真正落地实践、有成效。只有深入观察，深度思考，养成创新思维习惯，才能解决科研生涯中一个个具体的难题。
▲ 重庆农科院玉米研究基地
当前，单倍体诱导技术的诱导率并不算太高，过去比例维持在3%—5%，如今随着技术的提高可以做到20%，即通过单倍体诱导技术，100粒种子里面只有20粒单倍体，主要通过种子显色来一粒一粒加以区分。
“选出4万粒，可能要看40万粒种子。”杨华形容辨别单倍体是一项费时费力费眼睛的工作。最终团队采用“分选外包”，借农民每年制种的机会，让他们帮忙选出单倍体，再回收。“过去选出1000粒单倍体要花费一月，现在选出4万粒只需要3天。”
选出单倍体也并非“完事”，里面还有“假单倍体”。由于单倍体植株只有一半基因，植株较矮，很容易辨别。但通常需要在种植60天左右开花才能发现。对此，团队通过育苗移植技术在苗床里面育苗，利用幼苗鉴别技术，只需要半月就能从苗期选出单倍体，再移栽到实验大田。
据介绍，曾有加拿大专家到实验基地考察，看到整齐统一的单倍体，频频发出感叹“你们单倍体诱导率这么高！”杨华笑而不语。
像这样的“创新小事”在杨华玉米创新团队的育种事业中不胜枚举。在杨华看来，创新不是非得进行大刀阔斧的变革，很多时候是在已有的基础上“微量创新”“二次创新”“解决问题”，就像“工匠”精雕细琢，在一刀一刻中诞生全新的作品。
那么，杨华心目中的“理想作品”是怎样的？
在科研初期南繁的那场台风中，当他细心洗涤叶片上的淤泥时，内心迸发出一个梦想——让玉米能像小麦那样种植，密植、高产。经过30多年的努力，杨华玉米创新团队已经在矮秆抗倒、密植高产研究方面有所进展，即将培育出耐密、抗倒、适宜机械化种植的新品种。让我们期待，未来西南地区玉米种植集中连片，“青纱帐”成为历史。
