文/常汝鎮(zhèn)
孫寰研究員是文革前從沈陽農(nóng)學(xué)院畢業(yè)的研究生,我大學(xué)同班的一位同學(xué)也考入沈陽農(nóng)學(xué)院,與孫寰同為著名的耕作學(xué)教授徐天鍚的學(xué)生,徐教授留美回國(guó),在上海復(fù)旦大學(xué)任教,20世紀(jì)50年代高校院系調(diào)整時(shí)到沈農(nóng)。他主張平作,而東北農(nóng)學(xué)院的秦家熹教授主張壟作,有著不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。學(xué)校假期我回沈陽曾到沈農(nóng)去看我的同學(xué),當(dāng)時(shí)沈農(nóng)的研究生有專門的自習(xí)室,門上還有某年級(jí)某班學(xué)生負(fù)責(zé)研究生自習(xí)室打掃衛(wèi)生的牌子,可見當(dāng)時(shí)沈農(nóng)的研究生學(xué)習(xí)條件是很好的。
孫寰研究生畢業(yè)后分配到吉林農(nóng)科院,文革期間多在實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)勞動(dòng)鍛煉?cǎi){駛拖拉機(jī)耕地作業(yè)。但會(huì)抽時(shí)間繼續(xù)學(xué)習(xí)英語,所以他英語水平較高,改革開放以后是最早派出的訪問學(xué)者,到衣阿華州立大學(xué)(Iowa State University)進(jìn)修,在Palmer教授的實(shí)驗(yàn)室從事細(xì)胞遺傳學(xué)研究,這為他回國(guó)后從事雜交大豆研究打下了基礎(chǔ)。同期在該校作訪問學(xué)者的還有蓋鈞鎰院士,他在Fehr教授的大豆遺傳育種實(shí)驗(yàn)室進(jìn)修。1983年在長(zhǎng)春召開第二屆中美大豆學(xué)術(shù)討論會(huì)時(shí),他們二位是骨干力量,因?yàn)樗麄兗仁煜ご蠖褂钟杏⒄Z基礎(chǔ)。1990年,孫寰(時(shí)任吉林農(nóng)科院副院長(zhǎng))、蓋鈞鎰(時(shí)任南京農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng))和我,在農(nóng)業(yè)部費(fèi)開偉(時(shí)任科技司副司長(zhǎng))帶隊(duì)下赴美訪問。其間在伊利諾伊大學(xué)(University of Illinois)考察訪問時(shí),與Illinois州大豆協(xié)會(huì)的一些負(fù)責(zé)人(也是種植大豆的農(nóng)場(chǎng)主)座談,組織此次座談的Kauffman教授請(qǐng)孫寰介紹中國(guó)大豆生產(chǎn)情況,他能流利地用英語進(jìn)行介紹與回答問題。
1983年回國(guó)后,孫寰最初也是進(jìn)行大豆細(xì)胞遺傳學(xué)方面的研究,他在栽培大豆中發(fā)現(xiàn)了大豆染色體倒位系。由于80年代初開展了野生大豆考察,他對(duì)野生大豆進(jìn)行了細(xì)胞學(xué)研究,對(duì)野生大豆中染色體易位和具4個(gè)隨體的特殊基因型進(jìn)行了深入研究,采用涂片法對(duì)4個(gè)隨體野生大豆核仁數(shù)目進(jìn)行觀察,4個(gè)隨體野生大豆細(xì)胞核一般只有1個(gè)核仁,但有時(shí)出現(xiàn)雙核仁,他對(duì)此進(jìn)行了分析,4個(gè)隨體材料中多出的2個(gè)隨體推測(cè)其來源可能的途徑,是帶有隨體的一小部分染色體發(fā)生了重復(fù)和易位,或2條帶隨體的染色體發(fā)生重復(fù),同時(shí)又丟失了2條染色體,整個(gè)染色體數(shù)仍保持40,而在栽培大豆中尚未見到4個(gè)隨體的報(bào)道。
孫寰和他的課題組利用14省176份野生、半野生大豆,在全國(guó)布置6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),與相應(yīng)熟期的栽培大豆雜交,測(cè)驗(yàn)野生大豆染色體結(jié)構(gòu)變異。研究發(fā)現(xiàn)我國(guó)野生大豆染色體易位頻率為73.3%,倒位頻率為7.4%,染色體正常的僅為19.3%。隨著進(jìn)化程度的提高,易位頻率逐漸降低,到栽培大豆易位頻率降為零。由于中國(guó)野生大豆染色體易位和倒位頻率高,孫寰建議在利用野生大豆為親本時(shí),最好利用無易位的材料。
孫寰研究員在野生大豆細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞遺傳學(xué)研究上的重要貢獻(xiàn),是通過栽培大豆與野生大豆的種間雜交,創(chuàng)造了世界上第一個(gè)質(zhì)-核互作雄性不育系。他以栽培大豆167(汝南天鵝蛋)為母本,以野生大豆035為父本進(jìn)行雜交,F(xiàn)1高度不育,而反交F1花粉育性正常,正反交育性的差異,表明栽培豆167細(xì)胞質(zhì)對(duì)決定后代的育性起關(guān)鍵作用,從而確定167含有不育細(xì)胞質(zhì)。以035為輪回親本,經(jīng)多次回交核置換,1993年育成了具有野生大豆表現(xiàn)型的質(zhì)-核互作雄性不育系OA和保持系OB,這一野生大豆不育系花粉敗育率99%以上,不育株率100%,在《科學(xué)通報(bào)》上發(fā)表了《大豆質(zhì)-核互作不育系研究》。
由于野生大豆難以在雜種優(yōu)勢(shì)利用上直接應(yīng)用,孫寰又以O(shè)A的BC3為母本,通過大規(guī)模測(cè)交,于1995年育成了第一個(gè)栽培大豆細(xì)胞質(zhì)不育系YA和同型保持系YB(伊川綠大豆),同時(shí)也找到了恢復(fù)系,實(shí)現(xiàn)了“三系”配套,這為大豆雜種優(yōu)勢(shì)利用開辟了道路。這一研究在大豆領(lǐng)域?qū)儆陂_創(chuàng)性成果,處于世界領(lǐng)先地位。1994年該成果獲得了吉林省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),1998年又獲農(nóng)業(yè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。同時(shí),在20多個(gè)國(guó)家申請(qǐng)了國(guó)際發(fā)明專利,具有我國(guó)獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
孫寰在獲得細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的同時(shí),又對(duì)細(xì)胞質(zhì)雄性不育遺傳特性和育性穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,通過遺傳試驗(yàn)證明,具有汝南天鵝蛋胞質(zhì)的不育系屬配子體不育。將不育系OA和保持系OB在不同年份、不同地點(diǎn)種植,觀察花粉的育性,其結(jié)果不育系OA不育率接近100%,又在不同溫度和光照條件下觀察其育性,OA的花粉敗育率均在99.6%以上,不育性極為穩(wěn)定;保持系OB在不同溫度和光照下均表現(xiàn)高度可育。孫寰還明確指出,在不育系選育初期,就應(yīng)該注意育性穩(wěn)定性,與不育系的穩(wěn)定性相比,雜種F1的育性穩(wěn)定性更為重要,這在很大程度上決定一個(gè)雜交種能否在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用。
創(chuàng)造出細(xì)胞質(zhì)雄性不育系,實(shí)現(xiàn)“三系”配套,僅是大豆雜種優(yōu)勢(shì)利用的第一步,接下來的一系列研究可稱為大豆雜優(yōu)利用的攻堅(jiān)戰(zhàn),包括強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合的選育,昆蟲傳粉試驗(yàn),高異交率不育系選育,制種環(huán)境的選擇與控制,制種時(shí)父母本比例的配置,種子質(zhì)量控制等多個(gè)環(huán)節(jié)。孫寰帶領(lǐng)課題組一一進(jìn)行研究,尤其在高異交率不育系選育及昆蟲傳粉上花費(fèi)大量精力,取得較好的效果,使雜優(yōu)利用呈現(xiàn)出利用前景,已選育、審定了系列雜交大豆品種,區(qū)試和生試結(jié)果表明,雜交大豆品種增產(chǎn)顯著?!百|(zhì)核互作雄性不育大豆及生產(chǎn)大豆雜交種的方法”2000年獲得了中國(guó)專利,2006年這一開創(chuàng)性研究成果獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。很巧的是這一年我和張孟臣研究員擔(dān)任國(guó)家成果獎(jiǎng)遺傳育種專業(yè)組評(píng)審,主審大豆的成果項(xiàng)目。孫寰研究員開創(chuàng)的雜交大豆研究帶動(dòng)了中國(guó)大豆雜優(yōu)利用研究的進(jìn)一步發(fā)展,連續(xù)列入了國(guó)家“863”項(xiàng)目。我曾多次參觀他的雜優(yōu)大豆現(xiàn)場(chǎng)和相關(guān)活動(dòng),相信雜交大豆終會(huì)有突破而大面積推廣的時(shí)候?,F(xiàn)在他已把這一研究傳遞給年輕一代,趙麗梅研究員主持這一研究,已經(jīng)審定的雜優(yōu)大豆品種雜交豆1~5號(hào)以及吉育607等。2013年9月下旬我與劉忠堂研究員一起應(yīng)邀到雜交大豆制種基地考察測(cè)產(chǎn),在完全開放,也無任何人工放蜂等措施的條件下,制種產(chǎn)量已很可觀,為實(shí)現(xiàn)大面積制種又前進(jìn)了一步。
孫寰研究員對(duì)大豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也十分關(guān)心,強(qiáng)調(diào)提高大豆產(chǎn)量,他近幾年去美國(guó)訪問時(shí),專門抽出時(shí)間,到美國(guó)創(chuàng)造大豆高產(chǎn)記錄的農(nóng)場(chǎng)考察,回來撰文加以介紹。在論述大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展上,他能客觀地提出自己的意見,源于他對(duì)中國(guó)大豆生產(chǎn)的了解。他曾多次到美國(guó)考察和做研究,還到巴西、日本、韓國(guó)等地考察,熟知世界大豆生產(chǎn)發(fā)展情況。他多次參加世界大豆研究大會(huì),兩次中美大豆學(xué)術(shù)討論會(huì)也都出席,他發(fā)起并主持了國(guó)際大豆加工利用會(huì)議。即使現(xiàn)在組織大型國(guó)際會(huì)議也要投入很大精力,而1990年時(shí)所費(fèi)力氣更大,會(huì)議在當(dāng)時(shí)的吉林農(nóng)科院所在地公主嶺舉行,僅交通問題就頗費(fèi)周折,國(guó)外代表要先到北京,再轉(zhuǎn)往長(zhǎng)春,又從長(zhǎng)春接到公主嶺,即使國(guó)內(nèi)代表的回程票也花費(fèi)不小的力氣,能完滿地舉辦這次會(huì)議,看出孫寰副院長(zhǎng)的組織協(xié)調(diào)能力。此后國(guó)際大豆加工利用會(huì)議每4年舉辦一次,一直延續(xù)至今,他作為這一會(huì)議的發(fā)起者,應(yīng)邀參加其后的會(huì)議,并在大會(huì)上做主旨發(fā)言。
孫寰人很聰明,知識(shí)面廣,說話有條理,表達(dá)清楚,為人開朗,淡泊名利,他培養(yǎng)年輕人接續(xù)他開創(chuàng)的研究。孫寰曾擔(dān)任吉林農(nóng)科院副院長(zhǎng),吉林農(nóng)科院首席科學(xué)家、吉林省省級(jí)專家。從1989年起擔(dān)任中國(guó)作物學(xué)會(huì)大豆專業(yè)委員會(huì)副理事長(zhǎng),直至2011年。他主編了《吉林大豆》一書,參加《野生大豆生物學(xué)》等著作的編寫,在《科學(xué)通報(bào)》、《大豆科學(xué)》等刊物上發(fā)表論文多篇。
我和孫寰相識(shí)多年,每年大多有機(jī)會(huì)借參加會(huì)議或者考察活動(dòng)等見面,大多時(shí)候也有劉忠堂研究員在場(chǎng),我們見面會(huì)有很多交流,談?wù)撧r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、談?wù)摯蠖巩a(chǎn)業(yè)、從大豆育種、栽培到生產(chǎn)無所不談,每次都是相見甚歡。有時(shí)董鉆教授、蓋鈞鎰院士也在一起,幾位從事大豆研究的老人相見其樂融融,看到中青年大豆科技工作者成長(zhǎng)起來,大家都十分高興。