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对中国粮食安全做出了卓越贡献的李竞雄院士

已有 1994 次阅读 2023-7-31 14:08 |个人分类:中国遗传学史研究|系统分类:人物纪事

对中国粮食安全做出了卓越贡献的李竞雄院士

 

冯永康

(生命科学史研究者)


李竞雄-1.jpg 

李竞雄(1913年10月20日—1997年6月28日)

 

在中国遗传学的百年发展史上,李竞雄是遗传学界享有美誉之称的李姓四大金刚(李汝褀、李先闻、李景均、李竞雄)之一。同时,他又是一位以勇敢捍卫科学真理的中国杂交玉米遗传育种主要开拓者。

跟随先闻大师  初探粟类作物遗传之奥秘

  李竞雄于19131020日,出生在江苏省苏州市一个家境十分贫苦的小手工业家庭。他在幼年时父母便双双病故,只能靠着伯父母的养育和照料,辗转于苏、京、鄂、鲁等地艰辛求学。

1932年,李竞雄在苏州中学完成高中学业后,借助于申请到的一年奖学金,进入到浙江大学农学院继续读书。在浙江大学苦读期间,李竞雄得到当时在国内已享有盛名的棉业遗传育种专家、南京中央大学农艺系教授兼浙江大学遗传学讲习教授冯肇传(1895—1943)的指导,对遗传学产生了浓厚的学习和研究兴趣。冯肇传在讲授遗传学课程中,把当时最新出版的辛诺特(E.W.Sinnott)和邓恩(L.C.Dunn)合著的《遗传学原理》(Principles of Genetics)作为重要的指定参考书,要求他的学生认真进行研习。这本重要的遗传学专著,从此成为李竞雄不忍释手、伴随多年的生命科学读本。

1936年,李竞雄以优异成绩毕业留校担任助教。之后不久,他得到冯肇传的大力推荐,应聘前往武汉大学李先闻(1902—1976)的身边,成为先闻大师在遗传学教学和粟类作物遗传育种研究方面的得力助手。

(李先闻是中国植物细胞遗传学的开拓者。1948年,李先闻在南京国民政府中央研究院首届院士大会上,被北京大学、清华大学和中央研究院共同推荐为院士候选人,以“小麦、小米、玉蜀黍杂种染色体之行动等研究”和“曾主持四川省稻麦改良场”的突出贡献,当选为生物组25位院士之一。李先闻是从一位普通农家子弟成长为“国士”,践行“手脑并用”的科学家。)

说起李竞雄拜师到李先闻门下,还有一段在学术界鲜为人知的趣事。1970年代初期,李先闻在《李先闻自述》一书中曾专门写道:那时,中央大学农艺系的冯肇传教授(清华1917级,在康大育种系得过硕士)到珞珈山来看我,推荐他的学生李竞雄给我。但是当他提到李竞雄是苏州人的时候,我表示谢绝。冯先生当时就知道我有偏见,他愿意以身家性命来担保李是一个吃苦的好学生。……李竞雄来后,在田里一个多月,一早到天黑尽才收工,毫无怨言。一直到他害疟疾躺下后,才算告一段落。人不能以貌相,更不能有地区观念的偏见存在。李竞雄的经验使我在后来用人时,大大地派上用场了。

1936—1944年,国内战火纷飞,中华民族饱受欺凌。当时的实验条件非常简陋,学术界又存在各式各样的派别斗争,李竞雄和稍后到来的鲍文奎(1916-1995)等跟随着李先闻,开始了以粟类作物为主的遗传学理论与育种的艰辛研究。他们师徒多人,在从武昌西迁成都的坎坷路途上,在四川省农业改进所稻麦场用农村土坯房改造成的简陋实验室里,小心翼翼地呵护着培育成的幼苗,细心观察和计数着细胞中的染色体,追踪着粟类作物的遗传与进化渊源。

在导师李先闻的带领和指导下,在手脑并用的学习与践行中,到1940年代初期,他们不仅把粟的祖先是狗尾巴草的遗传和进化上的理论问题弄清楚了,而且在禾谷类作物细胞遗传学的系统研究上做出了许多独创性的研究成果。这主要包括:①陆续积累了小麦的单体、缺体和多体染色体的原始育种材料以及粟与狗尾草有性杂种后代的各种株系等演化分析材料;②师徒三人合作撰写了普通小麦中联会的消失”“小麦属合成二元体逾规之研究”“几种禾谷类作物的同源多倍体和双二倍体的研究初报”“禾谷类作物的多倍体育种方法的研究10多篇研究论文(包括用英文撰写的),先后发表在国内的《科学》杂志、美国的Genetics等著名学术期刊上,引起了国际遗传学界的高度重视。

1944年,李竞雄得到李先闻的极力推荐和岳母的资助,赴美国留学深造。经过一段时间在密苏里大学、明尼苏达大学的辗转求学,分别接受了遗传学家斯塔德勒(L.J.Stadler)、伯能(C.R.Burhnam)的短期指导后,1945年跨进康乃尔大学的校门,跟随遗传学家伦道夫(L.F.Randolph),重点学习与钻研玉米细胞之遗传。在康乃尔大学攻读学位的三年中,李竞雄除了协助伦道夫进行玉米相互易位的遗传学研究,还千方百计挤出时间选学一些必要的细胞遗传学基础课程。完成硕士学位论文后,他紧接着选用X射线照射玉米花粉分析杂种一代各种染色体畸变的频率及其分布规律,作为博士学位的研究课题。在该项课题的研究中,他从中发现并积累了不少有细胞遗传学意义的材料。1946年秋,李竞雄接受指导教授的邀请,到加州理工学院的实验农场,参与美国农业部主持的比基尼岛原子弹爆炸试验对玉米细胞遗传效应的研究。这一专项试验,正好与他进行的博士学位研究课题有着密切的联系。之后,他与伦道夫及安德森(E.G.Anderson)一起,将研究结果撰写成两篇论文,先后发表在美国的Science108No.2792P13-15,1948)和Genetics34639-6461949)等学术期刊上。

1948年,李竞雄完成博士论文答辩后,又一次来到加州理工学院。他紧紧抓住美国各地遗传学家来加州相聚做假期实验研究的机会,了解并获悉当时国际遗传学界许多新的研究进展和学术见解。这些学习与研究经历,都为他日后回国选用玉米作为实验材料,继续进行植物细胞遗传学与遗传育种的深入研究,奠定了理论和实践上的坚实基础。

坚持科学真理  耿介直言反对谬误不退缩

1948年,李竞雄学成回国。由于在美国求学时,他已接受清华大学的礼聘,只好依依辞别引领并指导他走上遗传学研究之路的导师李先闻,携带家眷经由成都经上海、天津,前往位于北平西郊的清华大学农学院赴任。

李竞雄接任清华大学农学院的农学系主任时,平津战役马上就要打响了。在这决定国家命运又关系到个人安危与前途的关键时刻,李竟雄选择在清华园中坚守教学岗位,迎接北平的解放和新中国的诞生。

1949年新中国成立后,学习苏联的经验曾在我国许多领域发挥了积极作用。但较大范围一边倒的照搬做法,也产生了一些不良后果。全盘照搬苏联经验带来的最直接影响,首先是高等学校的院系调整,清华大学农学院与当时的北京大学农学院、华北大学农学院合并为北京农业大学(现为中国农业大学)。

李竞雄先后在北京农业大学担任副教授、教授,同时兼任农学系遗传学教研组主任和作物栽培教研组主任等职务。在国内科学界照搬苏联经验的结果,是前苏联李森科(Д.Лысенко)主义开始在当时农学和生物学方面自上而下的大力推行。中国遗传学的教学和研究几乎完全被米丘林遗传学压制甚至取代了。

1952629日,《人民日报》为坚持生物科学的米丘林方向而斗争的文章发表后,教育部和农业部共同决定在所有农业院校中,取消了遗传学和育种学两门基础课程,增设了达尔文主义(即李森科所宣扬的米丘林学说)和米丘林遗传育种与良种繁育学等课程。是年秋季,遗传学课程和其他有关课程在或内各类高等学校中都被取消,中学生物学课本也取消了有关遗传学的内容,取而代之的分别是米丘林遗传学达尔文主义的课程。

195210月至19532月,中央农业部在北京农业大学举办了由苏联专家伊万诺夫(А.П.Иванов)主讲的米丘林农业植物选种及良种繁育讲习班。包括李竞雄在内的北京农业大学的全体教师,与来自全国各地区的300多名学员一道,参加了为期4个月的洗脑学习,被迫接受米丘林遗传学的思想。在当时,遗传学被批判为唯心主义形而上学,玉米自交系也被看成是反动的学说,李竞雄无法进行遗传学玉米育种学课程的讲授,只能改教作物栽培学等课程。

19568月,为贯彻中共中央最高领导人毛泽东提出的百花齐放,百家争鸣的方针,中国科学院和高等教育部在青岛联合召开了有70余人学人参加的遗传学座谈会。

在会议进行遗传的物质基础专题讨论时,李竞雄先后作了两次重要的发言,宣传和捍卫孟德尔摩尔根遗传学。他在座谈会的发言中开门见山地谈到:遗传学问题论争的焦点,在于共同语言。共同语言不仅要有事实证明,还应包括实验材料、方法、结果的解释以及科学定义等。接着,就孟德尔摩尔根遗传学与米丘林遗传学在对遗传学定义、实验方法等方面,列述了在下表中所示的几点完全不同的认识。


孟德尔—摩尔根遗传学

米丘林遗传学”

遗传学的定义

细胞中特定的遗传物质(基因)

细胞中的活质一点一滴都有遗传性

试验材料的选用

要求使用纯系材料

一般不注意材料选择

试验设计

必需设立对照

不用对照

试验分析方法

运用统计学分析

不使用统计学

环境对遗传的影响

环境影响改变的性状一般不能遗传

环境影响改变的性状是遗传的,即获得性遗传

李竞雄在座谈会中还谈到,孟德尔摩尔根遗传学观点是经得起实践检验的,实验得到的结论本身就是真理。正如毛泽东在《实践论》中指出的那样:内因是基础,外因是条件。所以,基因理论是具有科学依据的,是没有什么可指责的。遗传学从纯理论出发进行研究,虽然不是为了直接解决实际问题,但研究的结果却发挥了巨大的实用价值。例如,美国双杂交玉米的大幅增产,就是摩尔根遗传学理论指导下最大的贡献。

青岛遗传学座谈会与会者留影(1).jpg

1956 年青岛遗传学座谈会留影

(第一排左起:1杨允奎,2祖德明,3童第周,4武兆发,5乐天宇,6吴仲贤,7何定杰,  8胡先骕,9李继侗,10李汝祺,11谈家桢,12周家炽,13娄成后,14李曙轩,15方宗熙

第二排左起:4梁正兰,5奚元龄,6陈世骧,7赵保国,8余先觉,10戴松恩,11李竞雄 

第三排左起:2陆星垣,5唐世鉴,7陈士怡,8盛祖嘉,9刘祖洞,10黄宗甄,11夏镇澳

第四排左起:3宋振能,6王德宝,8过兴先,9施履吉,10沈善炯,11周嫦)

:图中只标记出第一排全部和后三排部分代表的姓名及位次。识图者:薛攀皋、胡晓江、冯永康)


在青岛遗传学座谈会即将结束的最后一天晚宴上,许多与会遗传学家喝了不少酒,十分兴奋。李竞雄上台发言的第一句话就是:我是 Morganism他们的心情,代表着这一批遗传学家在精神上获得的又一次解放。

正是在1956年青岛遗传学座谈会上,李竞雄等遗传学家们的据理力争与坚持科学,被迫停止讲授的《遗传学》课程和遗传学及遗传育种的研究工作,在各类高等学校中才又重新逐渐恢复和开展起来。高中生物学的教学也取消了《达尔文主义基础》,改教包括有孟德尔──摩尔根遗传学等内容在内的《生物学》课程。

1958年,中国正处于一个大跃进的年代。是年夏天,李竞雄看到有些地区关于玉米亩产几万斤的宣传报道后,直言不讳地说:把玉米棒子放在一亩地里堆上一尺高,也不会达到亩产一万斤。

当年8月,他随北京农业大学下放分队到山东省寿张县的台前公社参加劳动,上级有人特地指令他要标帜出玉米亩产万斤,他坚决不同意。当下放分队专门组织针对他的帮助会时,李竞雄义正言辞、用自己亲手获得的大量具体数据争辩说,他培育的玉米双交种农大7号,充其量亩产也才800斤,要达到亩产万斤是根本不可能。

就这样,李竞雄冒着被批判为右倾保守、并被作为拔白旗典型的风险,坚持科学真理,丝毫不动摇,坚守住了一个科学家应该具备的基本良知和科学道德的底线。

3  躬身玉米田园 开创植物杂交育种新途径

早在1940年代中期,还在美国留学的李竞雄,受导师伦道夫等的影响与指导,就选定了以玉米作为学习和研究细胞遗传学的实验材料。回国时,他除了携带继续可以做研究用的遗传学资料外,还广泛征集了一批珍贵的玉米自交系,为以后在国内开展玉米杂交育种做了初步的准备。

1950年代初期,为了能将从美国带回的珍贵玉米自交系延续保种,李竞雄冒着极大的政治风险,面对周围随时可能遇到的非难与指责。在北京农业大学,他顶住外来的各种压力,坚持利用植物自交系间杂交种优势的研究方向。李竞雄常常是名义上打着米丘林遗传学的旗号,私下却仍然按照孟德尔摩尔根的遗传学理论,谨慎而又巧妙地处理坚持玉米育种和当时政治大环境之间的关系。由此得到学校多数教师的理解和同情,也得到开明、通情的校方领导人施平(1911  )的暗中支持,他得以悄悄进行玉米杂交育种所需自交系的选育和留种工作。

1956年青岛遗传学座谈会召开后,随着遗传学界讨论和落实双百方针,孟德尔摩尔根遗传理论应用于玉米等农作物的遗传与育种实践研究迎来一个小高峰。李竞雄与助手们利用杂种优势理论,很快便培育成了我国第一批具有生长整齐一致、抗倒、抗旱和显著增产特点的农大4号、7玉米双交种,在全国各地试种和示范,为我国选育和利用玉米自交系间的杂交种打下了重要的基础。

与此同时,为了加大力度宣传玉米杂交育种的科学道理和增产的效果,李竞雄与他的助手们先后总结、撰写了出了利用杂交优势来提高农作物的产量(《生物学通报》1955年第4期)加强玉米自交系间杂交种的选育和研究(《中国农报》1957年第2期)、玉米雄花不孕性及其恢复性的遗传研究(《作物学报》1963年第2期)、杂种优势的利用(《人民日报》196318日第5版)等10多篇重要研究论文,系统论述玉米杂种优势的理论。

《人民日报》李竞雄:杂种优势的利用.jpg

李竞雄还多次应邀参加农业部举办的全国玉米杂交育种训练班以及各省市举办的训练班,宣传开展玉米自交系间杂交育种的重要意义,讲授杂交优势增产原理和杂交制种的技术。这些辛勤的付出,不仅奠定了中国玉米杂交育种的理论基础,也更加迅速地促进了全国范围内玉米杂交育种工作的蓬勃开展。

1970年代初期,因发生严重病害导致玉米大量减产,培育抗病高产玉米品种是当时我国农业面临着的一项紧迫任务。从山西省昔阳县大寨大队下派劳动调回中国农业科学研究院的李竞雄,与弟子们迅即从全国征集到的200多个玉米的自交系中,经过观察、比较、杂交,选育出了植株矮健、抗多种病虫害的丰产玉米杂交种中单2。该优良杂交种从1977年开始在全国推广种植,到1980-1990年代,每年种植面积都在2000万亩以上,使我国玉米累计新增产100多亿公斤。

1978年,多抗性丰产玉米杂交种中单2荣获全国科学大会奖,1984年又荣获玉米杂交种的第一个国家发明一等奖。迄今为止,中单2已成为我国玉米育杂交种应用历时最久、覆盖省份最多、累计应用面积最大的玉米杂交种,在我国玉米育种史上写下了光辉一页。

中单2培育成功以后,李竞雄参照国际上玉米遗传育种的发展趋势,考虑到我国农牧业生产的发展,将来一定要照顾到加工、饲用、食用等多方面的需要。他通过遗传改良方法,着手进行高赖氨酸玉米、高油玉米和各种类型的甜玉米的探索研究。经过10多年的努力,育成了赖氨酸和色氨酸含量比中单2号高一倍以上的、且达到国际上同类研究水平杂交种,并迅速在农业生产上大面积进行示范推广。

正是因为李竞雄与他的弟子们的长期坚守与执着追求,才在开拓杂种优势理论选育玉米自交系间杂交种、群体改良等方面的研究上,为我国玉米育种事业和粮食生产做出了重大贡献。如今,玉米已成为我国的第一大农作物,对国家粮食安全有着举足轻重的作用。

甘于无私奉献  全心培育玉米遗传育种人才

      1940年代末开始,李竞雄先后在北京农业大学执教和在中国农科院作物所从事玉米育种研究期间,始终以身教重于言教教育理念,培养遗传学和玉米育种学的研究人才。他倡导的严谨务实、追求真知的学风,堪称科学教育界的道德典范。

1956年青岛遗传学座谈会召开后,李竞雄带领教研组的同事和助手,在北京农业大学重新挑起了遗传学的教学重担。他率先在全校讲授普通遗传学,面向研究生讲授细胞遗传学。与此同时,他还受专门邀请到北京师范大学生物学系,比较系统地讲授孟德尔摩尔根遗传学的基本原理。

在多年讲授《遗传学》课程基础上,李竞雄主编教材《普通遗传学》,作为全国农业院校的统编教材。同时,他又组织和指导青年教师编写与之配套的遗传学实验指导书,以帮助并提高一线青年教师制备实验材料和实验技术。此间,他还编写了《遗传学专题补充》作为高年级研究生的教材。之后,他将这些教学素材通过再度整合与修改,以《植物细胞遗传学》之名,由科学出版社正式出版发行。

在多年的教学中,李竞雄对遗传学和玉米遗传育种学倾注了大量的时间和精力,悉心指导和培养了戴景瑞、许启凤、宋同明、潘才暹、石德权、杜明銮、赵克明、吴景锋、陈伟程、赵明、顾慰连、刘恩训等多名领衔玉米遗传育种事业的带头人。

李竞雄的严谨治学,还体现在他对学术研究论著的审稿上。业界有人请他审阅稿件,他不仅认真地看,而且一字一句地斟酌修改,连一个用错的标点符号也不放过。作为《作物学报》的副主编,轮到他终审稿件时,往往是伏案半日,片刻也不休息。文稿的错误和不当之处他是从不放过的,有时还把作者请来,直言相告。

1990年代出版的中国第一部农业百科全书《农作物卷》,同样凝聚了李竞雄的大量心血。他作为玉米分支编写组的主编,邀集20多位研究人员四易其稿、反复推敲、精雕细琢,最终确定概念清晰的50多个条目。李竞雄的治学态度,在科学教育界始终受到同行和后辈们的尊敬与赞扬。

1992年,国家科委启动重大基础研究计划——攀登计划,李竞雄被推举为粮棉油雄性不育杂种优势的基础研究的首席科学家。他不顾自己已接耄耋之年,义无反顾地挑起重担,查阅文献,制定研究计划,召开各种座谈会。遗憾的是,攀登计划刚刚安排就绪,他就因积劳成疾于19976月在北京病逝,享年84岁。

1999年,李竞雄逝世两年后,他当年留学美国的同学美国科学院院士S.S.Chase教授,在美国作物科学杂志首页发表了长篇纪念文章。文章摘要中写道:李博士坚决反对李森科主义,克服重重困难,坚持玉米杂交育种的道路,并选育成功高产的玉米杂交种,对中国人民的粮食安全做出了重大贡献。……早年他对细胞遗传学也作出了重要贡献。对于他的同事和学生而言,他永远是一位备受崇敬的教师。”

200310月,中国农业大学隆重举行了李竞雄先生诞辰90周年纪念暨塑像揭幕仪式。包括国家农业部、科技部、教育部、中国农业大学、中国农科院以及来自全国各地共300多人参加了纪念活动,追思李竞雄为我国玉米遗传育种事业和农业科学教育辛勤奉献的一生。纪念活动的倡议书中写道:中国科学院院士李竞雄先生是我国著名的遗传学家和玉米育种学家,他积极倡导利用玉米杂交种,并躬身实践,以优秀的育种成果和卓越的学术成就,为推动我国玉米生产的发展和玉米种业的进步做出了巨大贡献,成绩显赫。他在北京农业大学任教期间,为我国遗传学和玉米育种事业培养了大批人才,桃李满天下。

      20109月,在中国农业大学新学期的首场“名家论坛”上,李竞雄院士生前的得意弟子、中国工程院院士戴景瑞教授面向全校新入学的同学,做了“李竞雄先生的多彩人生”的精彩报告。他用平实、生动的语言,娓娓道来的是李竞雄先生“那终身实践,严谨做事的风格;那活到老学到老,奋斗终身的精神。”

李竞雄生前常说“我离不开玉米,玉米也需要我”。李竞雄的教育与科学的多彩人生,给我们留下的不仅仅是执着研究玉米杂交育种的斐然成就,也留下了丰厚的精神遗产。

 

(本文本次转载发布时,做了标题和少许文字的修改。)

 

主要参考文献:

[1] 李先闻.李先闻自述.长沙:湖南教育出版社. 2009.

[2] 石德权.李竞雄. //中国遗传学史.上海:上海科技教育出版社.2002.

[3] 遗传学座谈会会务小组.遗传学座谈会发言记录.北京:科学出版社.1957

[4] 戴景瑞.忆恩师. //当代后稷──中国农业大学名师风采.北京:中国广播电视出版  

 社,2014.

[5] 冯永康 田洺 杨海燕.当代中国遗传学家学术谱系.上海:上海交通大学出版社.2016.

[6] 冯永康.躬身玉米田园的遗传学家李竞雄.生物学通报.201910.

[7] 冯 永康.遗传学在中国的初创与曲折变迁.上海:上海教育出版社.2022.

 




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1 张晓良

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