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礼赞 · 科学家精神
礼赞•科学家精神 | 陈伟程
发布时间:2021-04-01      来源:       阅读量:     分享:

为贯彻中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的意见》及习近平总书记在科学家座谈会上重要讲话精神,激励广大作物科学家和科技工作者大力弘扬科学家精神,不断向科学技术广度和深度进军,中国作物学会微信公众平台特推出“礼赞•科学家精神”系列,主要内容源自由本会编辑的《中国科学技术专家传略•农学编•作物卷》。


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陈伟程


陈伟程,玉米育种专家。作为我国玉米育种奠基人之一吴绍騤的助手,完成了异地培育研究,开创了作物快速育种的新途径。提出了选育大穗大粒高产杂交种模式,倡导采用改良单交技术提高制种产量,并大规模推广。首次界定了玉米小斑病C小种的专化侵染范围,筛选出抗病的不育胞质;提出C型不育恢复性受两对重叠基因控制的遗传机制。为发展我国玉米育种做出了贡献。


陈伟程,1934年12月2日出生于广西梧州市。1946年举家迁往广州市。少年时期的陈伟程,对音乐感兴趣。1950年在广州著名的私立中学——培正中学读书时,他是培正男校和培道女校两所中学成立的培联合唱团的负责人之一,很受音乐老师赵方幸先生的喜爱,要上高二的时候由赵老师介绍到广州市文工团当演员。但那时正是民主革命如火如荼的年代,陈伟程被派到广东钢铁厂当工作队成员,在艺术上并没有学到什么。一年后,运动结束,文工团面临整编,团长就对他们说:“你们年纪小,组织上考虑让你们去读书,国家需要人才。”就这样,他和另外一个同伴由组织安排参加解放后全国第一次高校统考。在考试前他根本没有摸过书本,对考试成绩心知肚明,料无录取可能。他根本没想到自己居然被河南农学院录取,直到他哥哥把放榜的报纸拿给他看,他才确信。就这样,他连跳两级于1952年走进大学校园。而这时,他的不少同学仍旧在读中学呢!

由于高中没毕业就上大学,陈伟程对基础课的学习觉得很吃力。但是,他不服输的劲头从那时就开始表现出来了。一到星期天,他就钻到学校的图书馆里去抢坐位,猛补基础课。结果在一年级期末考试时获得了基础课良好的成绩,闯过了最难的一关;在二、三、四年级,成绩一直名列前茅,并且担任班长、班学生会主席。

大学毕业时,全班40多个同学中,有8人被选中留校,陈伟程是其中之一。由于他的成绩优秀,学校人事处专门通知他:“你去见见吴院长,做他的科研助手。”这个“吴院长”,就是吴绍騤,时任河南农学院主持工作的副院长,是全国著名的玉米专家。能做他的助手,自然荣幸之致。

就这样,陈伟程当上了吴绍騤教授的专职科研助手。1958年,吴绍騤教授被拔“白旗”,搞不成科研了,陈伟程也被下放到学校农场劳动,整天挑土挑粪,把他的右肩也压出了一个大疙瘩,这个疙瘩至今还在。1959年底,学校又安排陈伟程带领学生去河南南部大别山深处的商城农村劳动。也就在这年年底,他被学校推荐报考北京农业大学研究生,师从小麦育种学家蔡旭教授。蔡旭当时是农学系主任。跟着蔡教授学了一年,陈伟程又接到吴绍騤教授的信,说河南农学院原来只开设米丘林遗传学,现在为贯彻党的“百家争鸣”方针,要恢复摩尔根遗传学,但是缺乏这方面的师资,你能不能改学遗传学,研究生毕业回来教这门课?

陈伟程立即把吴绍騤教授的意见告诉了蔡旭教授。蔡旭教授说:“可以呀!你转到李竞雄先生的遗传教研室,重点学习细胞遗传学。”李竞雄教授也爽快地答应:“行啊!你到我这儿来吧。”自此开始,陈伟程又跟着李竞雄院士学了2年摩尔根遗传学。但他的硕士毕业论文《小黑麦育种若干问题的研究》仍然由蔡旭院士指导。这篇论文发表在《作物学报》上。

回首往事,陈伟程动情地说:“我从一个城市里五谷不分的孩子到成天与土地打交道的农业科技工作者,从一个情感丰富的文体积极分子到以理性思维为主的科研人员,并能形成严谨的科学态度,得益于碰到了两个好的学习时期、三个好老师。”这两个好的学习时期,一个就是大学时期;另一个时期,就是1960—1963年他在北京农业大学读研究生的3年。3个好老师,就是吴绍騤、蔡旭和李竞雄。他们的言传身教,使陈伟程学到了许多好的品质。在跟着蔡旭教授读研究生的时候,陈伟程说,他和他的同学们都很喜欢教授带着他们到地里进行田间教学。蔡教授在田间讲学的最大特点是理论结合实际,滔滔不绝,越讲越兴奋,经常忘记钟点,我们肚子饿得咕咕叫,以至于助教老师经常催促他:“蔡老师,再晚就没饭吃了。”相对而言,李竞雄先生很严肃,学术上更是严格要求。陈伟程说:“在他身边学习,谁也不敢懈怠。”如果几天看不见我们在做细胞片子,就会受到批评。但是,陈伟程说:“李先生和蔡先生一样,都非常重视田间实验。在授粉季节,你在哪里都找不到他,但到田里一看,他一准在那里。”陈伟程说:“我现在科研联系实际的作风,都是从这些老师那里学来的。”

陈伟程工作后,接到的第一项任务就是吴绍騤教授布置的玉米自交系异地培育研究。吴教授在金陵大学任教时,有一个优秀的学生叫程剑萍。吴教授让他负责南方的工作,陈伟程被分配负责北方的工作,最后在河南进行总结。目标是用北方的自交系材料拿到南方进行加代,一年种植两季,以期缩短育种时间。这项工作于1956年提出,1957年开始试验。但是,在这一年夏季就开始了全国范围内的“反右”。他只得利用休息时间完成田间记载工作。后来,他又去读研究生;研究生回来没多久,“文化大革命”爆发。从20世纪60年代到70年代,为了与工农相结合,学校搬家的次数,数都数不过来。在那个时候,许多人对前途都失去了信心,但陈伟程觉得,共产党总得搞建设,搞建设没科技行吗?所以,当别人在搬家过程中把书都一本一本扔掉的时候,他的书却一本没扔,学校搬到哪里,他就把书带到哪里;他的实验材料也一直都保存完好。遗传学教学实验材料,都是几位老先生从美国带回来的。陈伟程视它们为珍宝,走到哪里带到哪里,并且至少2年种一次,以保持这些种子的发芽率。那个时候,遗传学研究搞不成了,他就搞育种。在“文化大革命”期间,他和教研室其他同志一道克服重重困难和阻力,终于选育出了豫农704玉米新品种,并推广700多万亩,占河南省当时玉米种植面积的1/4。

1978年,农业部委托华中农业大学举办第一个遗传学师资培训班。陈伟程因为掌握一套比较完整的遗传学教学实验材料,应邀前去讲课。通过这次讲学,他把这套教学实验材料无私地分送给全国各个农业院校;并在“文化大革命”后复课时迅速地写出了《遗传学》教材,分送给多间院校。

十一届三中全会后,陈伟程才走上一条顺利的学术道路。时光老人显然在1978年划下了一条浓重的界线:前32年,正值人生的黄金时期,但陈伟程只发表了3篇学术论文,其中只有1篇是以个人名义发表的,其他均为集体名义;只育成了1个新品种。后26年,在他已经向花甲、古稀之年迈步的时候,全身却迸发出无穷的干劲,先后取得十几项科研成果,发表40多篇(部)论著,推广近亿亩的玉米新品种。尤其重要的是,在这期间,他取得了基础研究、应用研究和科研成果推广的全面丰收。他进行的雄性不育基础研究,使我国几乎终止的雄性不育利用重现勃勃生机;他选育出的杂交玉米“豫玉22”,在2001―2003年期间是我国的第二大玉米推广品种;他作为知名教授,主动走出实验室,探索运用市场经济的运作模式,加速科研成果的转化,取得了很大成功。

由于他为我国农业科学发展做出的贡献,先后被授予“国家级有突出贡献的专家”、“河南省优秀专家”称号,并被评为“河南省劳动模范”。他还被推选担任中国遗传学会、中国农学会等重要学术团体的领导职务。

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一、南北穿梭育种,加速育种进程

大家都知道南北穿梭育种,加速育种进程。但是,很少有人知道,此项研究是在吴绍騤教授倡导和主持下,由陈伟程等人直接参与完成的。那时,他还是一个刚刚毕业的助教,在“反右”的激烈社会动荡中冒着极大的风险进行这项工作。20世纪50年代后期和60年代中期那段艰苦卓绝的岁月,刚刚走上科研道路的陈伟程全力投入这项创新性的科学研究中。传统的育种,固定在一个地方进行,育成一个新品种至少需要10年。他们采用的南北穿梭育种法,在北方收获材料后,到南方可以增加1~2代选育,使育种年限至少缩短一半。此项研究成果,证实了中纬度温带玉米在热带地区冬季条件下,照样能正常生长,育成自交系,其形态特征和配合力也不因异地条件的影响而发生质变,冲破了当时十分盛行的“环境决定遗传”的外因论禁锢,为异地培育作物品种奠定了理论基础。这项技术迅速从玉米扩展到诸多大田作物及瓜果蔬菜,对我国大多数作物品种尤其是杂交水稻的育成和加速推广,起到了重要作用。这项成果,在1990年和1994年先后获得河南省科技进步一等奖和国家科技成果完成者证书。

二、解决了雄性不育利用的多项关键技术难题

陈伟程主持的课题组对雄性不育的基础研究和应用研究坚持不辍,不仅使我国几乎终止的雄性不育利用重现勃勃生机,而且在国内外首次提出C型不育的恢复受Rf4Rf5两对重叠基因控制(1979年),利用SSR分子标记将其定位于第5染色体长臂(2002年)。

玉米是最早利用雄性不育系配制杂交种的作物,进行不育化制种可以免去母本的人工去雄程序,不仅可以节约大量投工,还容易保证种子质量,是玉米杂种优势利用的重要技术。1988年因有人报道我国出现了C小种,并认为C型不育系不宜在生产上大面积推广;同时,四川省又发生了雄性不育杂交种C73单交因恢复性不稳定而导致部分玉米结实不良减产的情况,使得我国在“六五”、“七五”连续被列为国家课题的雄性不育利用研究,终于在“七五”之后宣告终止立项,从事该项目的育种家也纷纷终止了已经进行多年的这项研究,使这项研究一时陷入低谷。但是,陈伟程矢志不渝,他主动向河北农学院提出合作研究建议,通过C群不同亚群不育系对C小种病菌孢子及其毒素的抗性及抗病遗传机理的研究,证实了C小种只对C群中的CⅠ亚群(C型)有专化性感染,而对CⅡ、CⅢ亚群的Rb、Bb、Es不育胞质不产生专化性侵染,从而筛选出了至少3种可以利用的抗病的不育胞质类型;他从细胞学、分子遗传学水平上阐明了C群雄性不育的恢复性遗传机理,在此基础上筛选出了A619和矮广10等单基因强恢复源,为选育恢复性稳定的强恢复系奠定了基础;他利用光学和电镜技术,阐明了C群不育系小孢子败育的细胞学机理,认为C群不育系因小孢子败育的发生时间早,败育彻底,属无花粉败育型,是理想的不育源;他还通过不育胞质的杂交种育性恢复稳定性研究,证实了含单个恢复基因(Rf4)的恢复系A619具有强恢复力,是理想的恢复源。正是他30多年坚持不懈的这些研究,终于解决了雄性不育利用的多项关键技术难题,为该项技术的大规模应用奠定了基础,焕发了生机。

三、培育成功了高产、优质、多抗、广适的杂交玉米“豫玉22”等新品种

陈伟程主持培育成功了高产、优质、多抗、广适的杂交玉米新品种“豫玉22”,创新性地提出了选育大穗大粒高产的杂交种模式。这个新品种,1997年开始示范后,迅速在全国推广,2001年即被农业部公布为全国第二大玉米推广种,至2003年累计推广近亿亩。在区试中,比两个对照种分别增产16%和25.2%,亩栽2 800~3 000株,夏播亩产500~500千克,春播亩产700~800千克,具备900千克的增产潜力。该品种于2001年被科技部和农业部列为“九五”农作物后补助(一等),被科技部公布为重点推广品种。陈伟程还以这个品种的成功实例,论证了某一特定株型与高产不存在必然联系,杂种优势可以通过多种途径获得的观点,认为应根据各玉米种植区的生态特点,因地制宜地选育不同类型的杂交种,以全面提高我国玉米产量,在育种素材和杂优模式上有所创新。他的这些见解,对我国制定育种目标起到了积极作用。

针对一些单交种制种产量低而不稳,且生产成本高,难以大面积推广的现状,陈伟程研究采用了“改良单交方式”,并主持育成了中单2号、丹玉13等改良单交种,使制种产量比原单交提高30%~40%,大田产量提高4%~8%。李竞雄、谈家桢、鲍文奎、李振声等4位院士高度评价了这项成果,认为“本成果的获得,已超越一般玉米育种的书本原理,它的科学价值在于说明杂种优势的获得是可以通过多种途径的”,“该成果是运用遗传学基本原理解决我国生产实际问题的又一成功范例,从技术水平和应用实践角度来看均具有创新性,居国际先进行列。”

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陈伟程教授(左二)与合作企业科研团队一起考察新品种

四、敢于质疑、善于创新、注重协作、联系实际的治学风范

20世纪80年代,以“掖单号”为代表的一批竖叶型高产玉米品种的选育成功,在育种学界形成了一股选育竖叶型品种的热潮。而对其他株型的品种,显得并不那么热衷。

陈伟程教授冷静地分析认为,这批竖叶型高产品种对我国玉米产量的提高确实起到了重要作用。但是,并不等于所有的高产玉米品种都必须是竖叶型的,这种认识在学术上也是形而上学的。他说,我国的土地、环境、气候条件是多样的,育种必须考虑到这种多样性。此外,我国玉米资源本来就贫乏,相当部分还得从国外引进。在这种情况下,再把目标仅仅限定在某一种类型,可以利用的资源更少,势必导致生产用种遗传基础的单一化,从而带来遗传的脆弱,可能导致某种病害的大流行。这在战略上是不可取的。

良种良法配套推广,是在农业科技界叫得非常响的一种提法,在实际生产中也确实起到了非常重要的作用。但是,这一提法,在很大程度上是让农民去适应良种良法。他认为育种工作者应该根据当地的栽培特点及农民的种植习惯选育与之相适应的品种,这样,不但农民容易接受,而且能加快新品种的推广。在育种株型上,不要搞“一刀切”。当豫玉22迅速推广获得成功后,不少育种者纷纷选育大穗型品种,在2000年他又向育种界发出忠告:一窝蜂地搞大穗型品种,也必然会带来新问题。搞科学千万不能一哄而上。为了纠正这种战略偏向,陈伟程又选育出了中穗型、适合较高密度种植的玉米品种。

有了好的品种,要推广出去,还必须研究其生产技术,以提高种子产量,降低生产成本。他育成的豫农704和豫玉22两个新品种,均是我国不同时期的玉米主推种。但是,陈伟程并没有满足于这个评价,而是想方设法把它推广出去。他就在种子生产技术上下功夫,从改良单交入手,提高制种产量;从雄性不育入手,改善种子质量。陈伟程教授的这些学术思路,不仅用到玉米制种方面,而且在其他杂种优势利用作物上也得到利用。

陈伟程教授十分重视科研大协作,尤其是不同育种单位之间开展合作。1987年,当改良单交试验刚选育成功,他就将M017的姊妹系“豫20”送给四川省农业科学院黄宜祥研究员,在四川省成立了由30个县种子公司共同组织的四川省玉米种子生产协作组,大规模推广该项种子生产改进技术,他担任该协作组顾问。在河南省,他与省种子管理站合作推广该项技术。

“七五”国家玉米育种攻关期间,他担任雄性不育利用课题协作组组长。当协作组成员单位有关专家在河北省农业科学院考察时,他提出鉴定“C小种”专化侵染C胞质的实验材料,只用了C群中的一个亚组(CI亚组),其他的两个亚组(CⅡ、CⅢ亚组)的胞质是否也存在专化侵染?为弄清这一问题,他主动提出与该院进行合作研究,由河南农业大学提供3个亚组的材料,河北省农业科学院负责提供C小种病原孢子及其毒素,在石家庄和郑州两地进行鉴定。试验结果证明,“C小种”只对CI亚组产生专化性侵染,对CⅡ、CⅢ亚组不存在专化侵染,科学地界定了“C小种”的侵染范围,为C群不育胞质的安全利用提供了充分依据。

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陈伟程教授(左)与助手田贵军(右)在田间考察

五、科研与市场完美结合的典范

陈伟程既是一个学者,又是一个科技实业家,有着强烈的市场意识。他说:“科研如果不能转化为生产力,不能为经济建设服务,不仅无用,而且是一种极大的浪费,浪费国家的财力,浪费科研人员的精力。”

长期以来,全国的玉米杂交种,基本上都是散装销售,只有部分实现了包衣、小包装。这不仅是一个包装问题,而且直接影响着种子的质量。为改变这种面貌,豫玉22开发出来后,被授权生产销售的北京奥瑞金种业股份有限公司、襄樊正大农业科技开发有限公司、中种集团承德长城种子有限公司、河南金赛种子有限公司等4家企业,对所售豫玉22种子全部进行精选、包衣、小包装,并采用先进防伪技术,为农民识别假劣种子提供了便利。其中,3家企业又相继通过ISO9000国际质量保证体系的认证,对种子生产的全过程实施严格的质量监控,使种子质量达到国内领先水平,带动了我国种子质量的不断提升,开创了我国玉米大规模推广种全部种子实现优质化、标准化的先例。

过去,育种科研成果的推广必须依靠行政力量的干预,硬性推广往往带来许多负面影响。但豫玉22是我国第一个借助市场化操作方式实行大规模推广的玉米新品种,创建了适合市场经济规律的科技成果转化模式,实现了科研与市场的完美结合。推广伊始,他们就制定了“产权保护技术转让,伙伴选择有限授权,有偿使用分享股权,联手开发产研互动,快速推广多方受益”的操作模式,在全国建立销售网络。自1997年以来,短短7年累计推广8600多万亩,成为全国第二、黄淮海第一大推广种,使农户、种子企业、经销商、育种者多方获利,直接经济效益近10亿元。“奥瑞金”、“正大”成立后的第一个推广品种是豫玉22,21世纪初仍是他们的主导产品。凭借该品种的销售,迅速完成各自的原始资本积累。“奥瑞金”公司从300万元注册资本发展为总资产和年产值超2亿元的国内种业“十强企业之一”。“豫玉22”在生产中的优异表现,成功打造出了“奥瑞金”、“长城”、“正大”三大著名品牌。

截至2004年上半年,河南农业大学从中获得技术转让费约700万元,部分用于科研再投入,为科研发展提供了有力支撑。为保证“豫玉22”的优良种性,定期为授权企业更新原原种,并提供技术咨询和指导,提供不育化亲本材料和技术,促进授权企业技术水平的不断提高。

以豫玉22为主导产品的4家授权种子企业,针对“豫玉22”在密度过大情况下可能发生倒伏的现象,通过多种途径服务用种农户。在推广过程中,各企业率先在全国利用了种子防伪技术,率先在包装袋上标明了栽培技术要点,张贴以栽培技术为主要内容的“栽培技术明白卡”,率先在播种与间定苗季节在电视等媒体上播放栽培注意事项,并聘请大学生到重点推广地区走乡串户传播栽培技术知识。一系列技术服务措施的有效应用,不仅加快了该品种的推广进程,而且提高了农民的科学种田水平,在一定程度上做到了良种良法的有效结合。同时,各企业试验示范体系和销售网络的建立,大大促进了玉米新品种的推广。授权企业以销售品种为载体所进行的技术服务,在一定程度上承担了政府赋予农技推广部门的职能,对提高农民的科学种田水平起到了很好的作用。

陈伟程还以他自己的实际行动,有史以来第一个在光热资源最优异的河西走廊建立了大规模的制种基地,有力地推动了我国玉米种子生产基地从东北向西北的转移。西北一向被育种专家视为不毛之地,在1998年以前,我国玉米种子产量的60%都集中在东北,而甘肃的玉米制种面积仅有10多万亩。但在陈伟程看来,西北尤其是河西走廊,光热资源最优异,无疑是玉米高产稳产得天独厚的地方,于是他就倡导以开发豫玉22为主的4家种子公司到那里建立制种基地,并采用公司加农户的模式,使甘肃的制种面积到2003年已经达到120万亩,产种量占全国的40%。特别是河西走廊,玉米制种面积竟然占到张掖地区可耕地面积的60%以上,使当地1/3以上的农户通过制种而致富。3家种子公司也成为当地的纳税大户,仅“奥瑞金”公司2002年就向临泽县上交税收1200万元,占该县财政收入的1/3。同时,3家种子企业还相继在甘肃省建立了大型现代化种子加工厂,并带动其他企业投资2亿元在当地建立了16家种子加工厂,使西北地区年加工玉米种子的能力达到3.2亿千克,极大地促进了甘肃乃至整个西北地区制种规模的迅速扩张和制种质量的大幅度提高。

由于陈伟程强烈的科技产业化意识,使得他的一系列科研成果均对行业发展产生了明显的推动作用。他为我国玉米育种提供了一个优良的自交系,并发掘出新的杂种优势利用模式。这就是高产、高抗、高配合力的豫自87-1,它含有热带亚热带种质,中国农业大学等单位利用该系已组配出4个优良玉米杂交种。以豫玉22、农大108等为代表的一批优良杂交种的大面积推广,迅速取代了玉米生产上的第4代品种,为我国农业结构调整和品种优质化提供了可供选择的优良品种。陈伟程教授还为我国大面积的中产田提供了一个高产抗旱性的品种,促进了我国不同玉米产区的平衡增产。豫玉22以其高产、稀植、抗旱性强、适合农民种植习惯等突出特点,成为我国旱作区中低产田的主选品种,对这些产区单产水平的大幅度提高,实现大面积平衡增产做出了突出贡献。陈伟程以他的实际行动,加快了玉米不育化制种技术的应用进程,加快了我国种子行业改革的进程,促进了种子企业的快速成长,也带动了我国种业界质量意识、管理水平和市场操作能力的提高,促进了种业人才的快速成长。

21世纪初已经进入古稀之年的陈伟程,虽然已经退休,但是他的工作永远没有退休之日。他担任北京奥瑞金种业股份公司的首席育种家、董事,每年都要到海南育种基地进行育种试验。该公司在那里有70多亩试验田,在全国建立了6个育种站,每年配制上万个杂交组合进行比较试验。通过大规模的商业化育种,迅速育成了奥试3111、3108、3102等优良新品种,并因进入国家级和省级区试或通过审定,而取得大面积推广。

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陈伟程教授在张掖制种田工作

六、人物生平

1934年12月2日  出生于广西梧州市。

1952—1956年  毕业于河南农学院农学专业。

1959—1963年  毕业于北京农业大学遗传育种专业。

1956—1985年  先后任河南农学院(现河南农业大学)助教、讲师、副教授和教研室主任。

1986年起  任河南农业大学教授,玉米研究所所长。

(本文图片由陈伟程教授助手田贵军提供)


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