刘秉华的科研人生与小麦结缘，与创新相伴，与突破性成果相随。他创立太谷不育基因定位新方法，创造矮败小麦，创建小麦高效育种平台，育成集高产、稳产、多抗于一体的小麦品种轮选987，该品种在生产上大面积推广应用10 年而不衰。

　　创立定位方法　完成太谷不育基因定位

　　1979 年，中国农业科学院研究生院招收第一届学生，刘秉华考取了作物所研究员、爱国华侨科学家邓景扬博士的研究生。也许是命中注定，刘秉华来到农科院时，一下子就撞上了矮败小麦的祖宗——太谷核不育小麦。1972 年，山西省太谷县农民技术员高忠丽发现了一株特殊的小麦，远看穗子半透明，近看雄花败育，雌蕊发育正常，后来被邓景扬定名为太谷核不育小麦。1980 年，邓景扬在《作物学报》上刊发了自己的研究成果，明确太谷核不育小麦的不育性受一对显性基因控制，从此之后，“太谷核不育小麦”开始堂而皇之走进人们的视野。

　　知道太谷小麦是显性核不育以后，下一个重要课题就是基因定位。为此，邓先生访问了美国、英国、法国和国际小麦改良中心，向多位专家请教太谷不育基因定位方法，都没得到明确答复。回国后他又请教数位专家，也没有给出完整定位方案。这个时候刘秉华出场了。人们常说“性格决定命运”，对刘秉华来说是再恰当不过，他老家人说，“这孩子小时侯就爱琢磨个事儿，不出名堂不罢休。”刘秉华要挑战这个大难题还有一点儿自信，早在农村锻炼和中学执教时，他几乎研读了所有版本的遗传学，一句一句地读，一段一段地思索，做了数十万字的读书笔记，编写了上百道遗传学题，积淀了较深的遗传学功底和对遗传研究的浓厚兴趣，这样他就主动请缨承担这一任务。

　　这项研究，难，太难了。刘秉华处于焦灼中，查阅相关文献，苦思冥想，走路、吃饭都在想，常规方法是单体分析，但太谷小麦只能作母本，单体分析不可用。怎么办？有一天，研究生集体宿舍靠窗的上铺上，刘秉华两手交叉在脑后，两腿伸直，两脚盘起，两眼望着天花板，突然来了灵感，“用端体分析”，于是急忙坐起将想法演算了一遍，定位的路子通了。他很兴奋，及时将想法告诉了导师，导师将信将疑，前人没用过的方法能行吗？疑问挂在导师脸上，刘秉华说，放心吧老师，我已经推算多遍了。从此以后他就更忙了，从国内外收集齐42 个中国春小麦端体，在北京大田和温室播种、杂交、取材，还到昆明、西宁加代，其他时间就是看显微镜，一坐就是半天，经常工作到深夜，一个幼穗一个幼穗地看，逐株记载染色体组成，工作量很大，很大，而他毫不动摇地坚持，坚持……

　　与此同时，他还在做另外一个试验，他想把不育基因转移到四倍体的硬粒小麦中。凭着自己对减数分裂期染色体行为的深刻了解，根据硬粒小麦与太谷不育小麦回交后代不育株越来越少的事实，认识到太谷不育基因不在A、B 组的14 对染色体上，而是在D 组7 对中的某一染色体上。在回交后代他还得到14 对A、B 组染色体加上1 个D组单价体的不育株，这个唯一的单价体就是携带不育基因的染色体。经端体测验和分析，太谷不育基因定位在4D 染色体短臂、距着丝点31.16 个交换单位处。这个巧妙设计，不仅使工作量大大缩减，只用了原方案工作量的1/21，而且定位的准确性高，受到谈家祯、庄巧生、曹宗巽等专家的高度评价和国外同行的好评。国际上将太谷不育基因命名为Ms2。1998 年，以邓景扬领头的这项基因定位与发现、鉴定等成果一起获得国家技术发明二等奖，而刘秉华也成为中国遗传学会植物遗传委员会最年轻的委员。

　　创造矮败小麦　开启育种方法创新之门

　　遗传育种学家非常重视寻找或创制标记性状，以便根据标记性状间接地或及早地对目标性状进行选择，以提高品种改良成效。太谷不育小麦用于育种实践，遇到的问题是必须在抽穗开花期人工分出不育株与可育株，更大的问题是轮选群体植株逐轮升高。对此大家不约而同地想到做标记，给太谷不育小麦做蓝粒标记。各单位做了大量杂交试验，结果：不育与蓝粒有时连上了，后代又分开了，总不能紧密地连在一起。刘秉华反复思考这个问题，同时又分析了硬粒小麦蓝粒不育株的资料，认为蓝粒基因是位于4E 染色体长臂，很难与位于4D 染色体短臂的不育基因紧密连锁。他陷入沉思。就在这时，他看到作物学报关于矮变一号小麦基因定位的论文，实验做得好，资料也完备，只是分析出点问题，把矮秆基因定位在2A 和4D 上。刘秉华综合分析前人实验资料，明确矮秆基因与2A 无关，只位于4D 染色体上。这时他自然联想到自己定位太谷不育基因在4D 上的结果，用矮秆给太谷不育小麦做标记性状的想法油然而生，即着手用矮变一号小麦给太谷不育小麦杂交。矮变一号是世界上最矮的小麦，株高不足30 公分。他调查得到的321 株测交后代，高秆162 株，都不育，矮秆159 株，都可育，惊奇地发现不育基因总是与高秆基因相伴，可育基因总是与矮秆基因相随。研究目标是让不育与矮秆走到一起，锁定在4D 染色体短臂上。这时还有人做与刘秉华同样的工作，认为这种矮的不育小麦不能得到。刘秉华没有气馁，相信两个基因之间总会有间隔，有间隔就可能发生断裂、交换和重组，不育基因与矮秆基因就能走到一起，获得矮秆不育小麦。

　　越是不容易得到的东西，得到以后才越觉珍贵。多数人还坚持做蓝粒标记，刘秉华相信自己的判断，决定按照确定的方向干下去。独立之初，条件十分艰苦，一间简易的平房，既办公，又做试验。最要命的是当年没有试验地。没有试验地，如同猎手没了猎场。“材料要种，试验不能停！”刘秉华来到自己原先的试验地播种。他在前边开沟，助手杨丽在后边点种。一周后幼苗出土，在他们精心护理下茁壮成长。翌年5 月初，小麦抽穗了，他又满怀希望地开始调查。一株一株量株高，查育性，记载本上出现的是高的不育，矮的可育，记了一页又一页，总共是3 248 株，仍没能找到需要的矮秆不育小麦。第二年，领导分给他三分试验地，其旁边是长满籽粒苋和堆满垃圾的荒地。为扩大试验面积，他和助手杨丽带上铁锹和耙子，除杂草，清垃圾，干了一个星期，又开出了半亩地。就在这块地上，他又向着预定的目标进发，测交群体增加到5 216 株。1988 年5 月初，刘秉华又开始田间调查。那天午后，阳光有些灼热，看了一上午的他，简单吃了点午饭又来到试验地，继续量株高，查育性，期盼找到那个有特质的小麦。突然，他手停下了，手边的这株矮个子小麦，雄性败育，颖壳张开。刘秉华揉了揉眼，抬头看看天。随后，他急急地叫助手，“杨丽杨丽！”“快过来看！”待杨丽到近前，他说：“就是它了！这株矮个子小麦雄花完全败育，它就是我们想要的啊。”累计8 785 株过后，他终于选到了1 株又矮又败的小麦，这就是矮败小麦，这就是矮败小麦的祖先。

　　1988 年秋，他将那株矮不育小麦上的235 粒种子精心播入土中。翌年，在经过漫长等待之后，在235 株中分离出108 个矮秆株，表现雄性败育，127 个非矮秆株，表现正常可育，完全符合预期结果。矮秆不育小麦衍生后代群体的一半是矮秆不育株，另一半是非矮秆可育株，两者的株高差异一目了然，省去人工区分育性；在矮败小麦群体中，接受花粉的不育株在下，提供花粉的可育株在上，异交结实率高；矮秆不育株靠异交结实，非矮秆可育株种靠自交结实，矮败小麦兼有异花授粉和自花授粉的特性，是高效育种工具，可方便有效地用于常规育种，轮回选择和分子设计育种，开启了创新小麦育种方法之门。

　　创建高效平台　培育突破性小麦新品种

　　矮败小麦是宝贵遗传资源，理想的育种工具，用它出品种，出突破性品种，还要有相应的方法与技术。对此刘秉华开始了新的创新征程，他要研究一套高效育种方法。在以后的10 年中，他很少参加讨论会、观摩会等，好像突然从人间蒸发了，只闻其声，看他发表的文章，难见其人。刘秉华去哪啦？他在小麦试验地，在北京的试验地，新乡的试验地。

　　1992 年他组建了第一个矮败小麦轮选群体。他精心挑选了20 个亲本，其中有主栽品种，有抗病、抗倒的，北方及黄淮麦区的品种，还有1/3 是名不见经传的遗传种质，构成遗传多样性丰富的群体。通过群体内不育株与可育株杂交，进行基因交流，产生新类型；经过选择，优化基因。一轮又一轮的杂交与选择，群体不断得到改良。群体内每个可育株都是一个复交F1，一亩轮选群体有上万种基因组合，从中不断选出各具特色的新品种。
 

　　轮选育种成败的关键：如何使群体逐轮优化，如何把优良后代选出耒，培育成好品种？刘秉华有句格言：小麦生长季节在试验地反复走，反复看，反复想，把试验田走道踩成路，看得入微，想出道道，就离成功不远了。反复，成了座右铭，他的路就是这样反复出来的。他常常天刚亮就下地，天黑才回家。每逢刮风下雨，不等雨完全停，就去试验地，看看育种材料有无倒伏。

　　经过10 年反复探索与实践，轮选群体得到显著改良，产量、品质、抗性等性状大幅度提升，类型多，优良植株多，一派喜人景象。庄巧生先生看了，高兴地笑了！小麦育种同行看了，伸出了大拇指！

　　2003 年国家新品种展示，46 个品种参试，在产量位居前10 名的品种中，用矮败小麦技术育成的品种占5 个，轮选987、轮选981、轮选201 分居第一、第二、第三名。轮选987 参加国家区域试验，平均比对照增产14.8％，区试点最高亩产715 公斤，其还抗病、抗寒、耐旱、抗干热风和穗发芽，农民说“轮选987 好种易管，产量高，一亩多收一两百斤”。

　　1991 年他收到新乡县农民张清海的一封信，恳求得到一些矮败种子，刘秉华爽快地答应了他的要求。就这样，刘秉华多了个试验场地——张清海家的农田。他常奔波于北京和新乡之间，路，从北京绵延到河南，又从河南伸展到北京，反复地走，踩出了一条实实在在、结结实实的路。

　　2003 年，农业部组织召开“矮败小麦创制与高效育种新体系”成果鉴定会，庄巧生等5 位院士参加的鉴定委员会认为，“矮败小麦这个独特的遗传资源属国际首创”，“该项研究创新性强、应用效果好，发展潜力大，总体上达到国际领先水平”。新乡人的热情感动了刘秉华，他向院里建议，在小麦生产大省河南建立矮败小麦研究中心。2006 年5 月28 日，设在河南新乡的国家矮败小麦育种技术创新中心挂牌成立。

　　迄今，矮败小麦已应用到上百个单位，育成42 个品种，还有数十个品种参加各级区域试验，展现出广阔发展前景。矮败小麦的创新，将对世界小麦育种产生积极而深远影响。矮败小麦高效育种新技术新体系，这项对小麦育种具有重大创新意义的科研成果，2010 年获得了国家科技进步一等奖。

中国农业科学院作物科学研究所供稿