杂交水稻也能留种，袁隆平四十年前的梦想实现了
从杂交水稻诞生的那一刻起，杂交种后代退化的问题，就困扰着全世界的育种家和种植者们。而克服后代退化，实现基因优势固化，同样是育种家们的终极梦想之一。早在1986年，袁隆平就提出了“从三系法到两系法，最终到一系法”的战略构想，这一“一系法”构想的最高目标，就是让杂交水稻实现“一次杂交，代代稳定”的效果，但这一构想在过去数十年中一直没有实现。
就在前不久，中国农业科学院中国水稻研究所王克剑团队成功挖掘出水稻内源“华胥”基因，以此为基础构建出克隆效率超99%的无融合生殖体系，由此培育出一系法杂交水稻实证性品种“一系1号”。该品种在保持克隆效率超99%的同时，结实率亦保持正常。这标志着一系法杂交水稻成功实现了关键指标的突破，向着“固定杂种优势”的终极目标迈出了关键一步。相关研究成果发表在《生命（Vita）》上。
杂交稻（左）和杂交稻自留种后代（右）在田间的生长情况对比。受访者供图 三系法到一系法，杂交水稻的终极梦想
1973年袁隆平及其团队首次育成三系杂交水稻，攻克了当时全球育种科学家都认为无法突破的难题，获得了举世瞩目的成就。而这一成就，直接使水稻产量从亩产300公斤提高到亩产500公斤以上。
此后，在经过20多年的研究之后，袁隆平团队于1995年实现了两系法杂交，即将不育系和保持系合二为一，再和恢复系进行组合，获得了更加简单的杂交种，且产量较三系杂交稻提升5%-10%。
早在1986年，二系法尚未成功时，袁隆平就曾提出一个最终目标，一系法。所谓一系法，就是杂交种的基因优势实现了固化，代代相传，或者说像克隆一样，杂交种结出来的种子，和它自身一模一样，这样就不需要每年重新育种，一次杂交，代代不变。
但这一目标一直没有找到实现的途径。
2000年前后，就读于扬州大学农学专业的王克剑，在课堂上听到一位老师讲述这个故事，第一次知道了这个杂交水稻的终极梦想。此后，他进入中国科学院，从硕士到博士，再到工作，一直从事和生殖发育、基因突变等相关的学习和研究，“那时候一直是做基础研究，主要的研究方向，简单来说，就是想弄明白，孩子和父母的关系，他们为什么那么像，或者为什么不像，这中间究竟发生了哪些变化？”
这些看似和水稻没有关系的基础研究，实际上却成为后来研究的基础，“一点点地积累知识，也积累经验。”王克剑说，“比如我在学习的时候，曾经鉴定过一个无性繁殖的水稻，长得像吊兰一样，但不结实，没有种子。水稻没有种子，对人就没有意义，不产大米的水稻有啥用呢，但那时候谁也不知道，这会成为后来攻克一系法杂交的重要基础之一。”
会退化到能固化，无性繁殖的关键基因
在中国科学院9年后，王克剑调入中国水稻所，成为中国农科院当时最年轻的团队首席科学家，开始从事水稻前沿育种技术研究。也是在水稻所，十多年前在扬州大学的课堂上，老师在他心里种下的那颗关于水稻杂交终极梦想的“种子”开始发芽。
“在有些情况下，农业科研更加看重和产业的联系，科研的目标，是要服务于生产，去改变生产。”王克剑说，“到水稻所以后，我一直想，究竟确定怎样的研究方向？后来想到过去那些年所了解的一系法育种的情况，就想着把这个作为目标。”
横跨半个世纪，两代人其实面临着同样的困境。袁隆平育成首个三系杂交稻前，这一难题被全球育种家认为不可能攻克。而王克剑选择攻克一系法难题时，同样被认为是不可能攻克的难题。“幸运的是，我们处在一个更好的时代，研究所对年轻人的包容性也更强。”王克剑说，“最终，研究所同意了我的想法，认为年轻人可以试一试，闯一闯。”
这一试，就是许多年。从那株长得像吊兰、不会结实的水稻出发，王克剑选择了一条无融合生殖的道路，或者可以用更简单的说法，他选择了一条类似“无性繁殖”的克隆道路。不同在于，自然界常见的无性繁殖，是不通过种子繁殖，而一系法杂交稻的繁殖，则是通过类似“半无性繁殖”的方法，依然有种子，但种子更像是母体的克隆体，基因性状完全一样。
2017年，王克剑团队成功构建首个杂交水稻无融合生殖体系，获得世界首粒杂交稻克隆种子，实现了“从0到1”的突破。其核心正是他介绍的无融合生殖，通过这一策略固定杂种优势，使杂交后代自我繁殖，产生基因不变的克隆种子，实现“一次杂交，代代可用”。
“发现了关键基因， 袁 老 请我吃了顿饭”
2019年，王克剑团队的实验成果正式发表，这引起了学界的普遍重视，袁隆平曾亲自为论文撰写评价：“这个工作证明了杂交稻进行无融合生殖的可行性，是无融合生殖研究领域的重大突破。”
王克剑介绍，在论文发表之后，袁隆平找到了他，和他讨论一系法真正应用到生产中的可能性和路径，他希望这一成果能早日落地，让农民能够获得更好、更便宜的种子。