科学家回信 | 钱前：关键基因影响“绿色革命”

编者按：日前，“学习强国”学习平台与中国科学报社联合发起“科学家回信”活动，邀请广大读者向自己心中向往尊敬的科学家、科技工作者提问、留言。活动启动后，“学习强国”“科学网App”收到了读者的踊跃留言。我们精选了读者岳书梅的提问，请水稻分子遗传学家、中国科学院院士钱前发出第四期回信。

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读者岳书梅：袁隆平发明的杂交水稻技术被称为“第二次绿色革命”，那么第一次绿色革命的标志是什么?

钱前：1966年国际水稻研究所育成“IR8”，作为国际上第一次绿色革命的开端。它的主要标志是把水稻的高秆变矮秆，同时通过辅助于农药和农业机械，从而解决了19个发展中国家粮食自给问题。另外国际玉米和小麦改良中心，勃劳格为首的小麦育种家，利用具有日本“农林10号”矮化品系，与抗锈病的墨西哥小麦杂交，育成了30多个矮秆、半矮秆品种。

然而中国农业的“第一次绿色革命”比国外开展得更早，规模更大，成效更为显著。

早在1956年，我国广东省潮阳县农民洪群英、洪春利2位以二株水稻自然变异株为育种材料，育成中国第一个大面积推广的矮秆、耐肥、抗倒、早熟、高产的旱籼稻良种“矮脚南特”，1958年全村水稻实现“矮脚南特”化，1979年获全国科学大会奖；1956年，广东省农科院黄耀祥以矮仔占4号与广场13号杂交，于1959年育成广场矮品种，随即大面积推广；黄耀祥因此被誉为“中国半矮秆水稻之父”。此后，随着一系列矮秆品种的育成和推广，1965年南方稻区基本上实现籼稻矮秆化，每亩产量由200～250公斤提高到300～350公斤。

水稻秆由“高”变“矮”，从而掀起“第一次绿色革命”，其实主要利用的是“矮化基因”SD1DGWG。过去，人们一直认为水稻从高秆到矮秆是“绿色革命”的主要特征。其实植物株型是非常复杂的农艺性状，除了植株高度外，还有分蘖数和穗粒数等都能显著提高作物产量。经我们研究发现，“矮化基因”还有一个“伴侣”基因HTD1HZ，能够有效增加水稻分蘖数和产量。在中国大面积推广的水稻品种“双桂”“明恢63”“华占”等多品种中都发现两种基因并存。

所以说，“一个基因改变一个世界”，种质资源及其中蕴含的优异基因资源的发掘利用意义重大，一个有用基因的发现，就有可能实现生产力的跨越式发展和产业的升级变革。