朱培坤培育的豌豆--玉米杂交植株及其种子。

　　2008年最后一天在上海开幕的农产品展销会，给糖尿病患者们带来新年新希望--浙江大学等科研单位的有关专家推出世界首例降血糖功能性纯天然稻米产品，这意味着，不少糖尿病人或许可以放心地“敞开肚皮”吃饭了。

　　此种稻米富含一种叫“抗性淀粉”的成分，含量高达10%以上，是普通优质大米的10到50倍，而蛋白质和脂肪则与普通大米相仿。

　　抗性淀粉又称“抗酶解淀粉”，不能马上被消化和吸收，进入血液的速度也相对较慢。普通淀粉在肠道内则会很快被酶降解成糖而被人迅速吸收。

　　糖尿病的发生和治疗均与饮食密不可分，特别是食物中的糖和淀粉与血糖稳定直接相关。按照中国科学院上海生命科学院营养所糖尿病研究专家郭非凡的说法，一般食用的大米和面粉等主食中抗性淀粉含量很低，如目前市场上出售的优质米中抗性淀粉含量只有0.5%，糖尿病人食后由于快速大量地吸收淀粉降解的糖类物质而使血糖指数迅速升高，导致病症加剧，甚至生命危险，因而必须严格节食。

　　“新”稻米不仅解决了糖尿病人“吃饱饭”的问题，也对恢复健康有良好的作用，更是有助于从源头上防止糖尿病等慢性病的危害。科学家们发现，与一般大米相比，这种米的淀粉结构很奇特--除了抗性淀粉含量高之外，其分子还将普通淀粉团团包围，因而人吃了之后唾液中的淀粉酶不能与普通淀粉亲密接触，于是消化速度变慢了，足以让糖尿病患者控制体内血糖增加过快与平稳血糖，他们也不会象往常那样很快便有饥饿感。与此同时，丰富的抗性淀粉进入大肠以后，在结肠微生物的作用下发酵，形成具有代谢活性的乙酸、丙酸和丁酸等，又由大肠杆菌“一臂之力”而合成泛酸（维生素B5）等人体不可缺少的生命物质，增加营养，有利于肠道健康和预防结肠癌。丙酸则具有类似胰岛素的作用，减少糖异生，降低血糖。

　　“这一在国际上率先创造出的高抗性淀粉含量的新种质，是连续8年时间不断攻关选育而成的结果。”著名水稻育种专家、曾经担任浙江农业大学校长的浙江大学教授夏英武介绍说，科技工作者们依据“药食同源”、“寓药于食”的传统理念，采用了“诱变”与其它生物技术相结合的方法。

　　他所提到的“诱变”是指在人为的条件下，利用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株，进而培育成新的品种或种质的育种方法。它是继“选择育种”和“杂交育种”之后发展起来的一项现代育种技术。

　　此前，科技工作者开展了2年以上的“新”米餐者跟踪实验与大规模的食用人群回访。一些糖尿病患者表示，食用一段时间后，可以逐步停吃阻断消化类药物，体质明显好转。

　　不过，专家提醒说，食用具备降血糖功能的新米，尽管不必节食，但对重症者初食阶段仍要适当控制饭量，并需注意其它饮食的控制和营养的补充。“开始时个别人群可能有血糖反弹迹象，这是正常现象，一段时间后会恢复正常的。”

　　旱栽水稻

　　千百年来，水稻耕种似乎离不开水田。而在去年10月，深圳市百绿生物科技有限公司董事长兼首席科学家朱培坤对外宣布：已培育出完全种植在旱地（包括干旱的山坡上）的稻子，不必再使用秧田与水田，无需插秧，而是直接点播或条播在土里，节省了大量水资源，并获得具有开发价值的产量，还能生产出更多可转化为酒精、生物柴油等能源的作物。

　　“我们将高粱染色体导入水稻的受体细胞，分化培育出高粱染色体和水稻细胞染色体杂交的新类型杂交水稻，然后经过筛选，获得抗旱能力明显的高粱－水稻。”朱培坤介绍说，高粱很像骆驼，具有超强的耐旱能力，“在非常干旱的时候，它甚至可以暂时休眠，几乎停止生命活动。”

　　此外，朱培坤还创造出可以种植在海边的高度耐盐碱的稻子新品种。从2003年起，他和同事们开始了对从国外引进中国已有40多年的历史的海洋滩涂植物--大米草染色体及其片段和水稻细胞的染色体进行杂交的探索，终于获得多种类型的“大米草－水稻”，能够像大米草一样耐盐碱。

　　不久前，他们又将水稻和芦苇杂交成功，为防治长期难以解决的水稻纹枯病提供了可能。因这种病，每年要使用许多农药，粮食生产安全受到很大挑战。

　　“我们‘出品’的新作物，都是通过天然染色体杂交技术而成（不同于转基因技术或细胞融合技术）。”朱培坤强调指出。他发明了“植物无性自由杂交”技术，试图解决“让禾本科作物在不同种属间，甚至在不同纲目自由杂交”的难题。“可有关的技术难度非常高，比如，受体细胞这么小，把供体染色体导入其中，着实不易。”

　　1986年，朱培坤赴美进行科学研究。不到半年，他便“造”出不少新类型植物，引起不小的轰动。“从那时起，我便下定决心，要解决对人类生活影响最大的禾本科粮食作物的改造。可就连将其单细胞培养成一棵植株来都非常困难。”

　　虽然很艰难，但科研工作者乐此不疲，马不停蹄，他们还培育成功了水稻-玉米、小麦-玉米、豌豆-玉米等新植物，同样能够耐旱、“上山”、“下海”，而且可以提高产量，节省水源与其它能源，优化地表土壤结构，同时，它们均具备两种物种的优势，如豌豆-玉米具备玉米的高产量，却像豌豆植株那样矮小，所结种子完全改变了玉米的马齿形，具有豌豆的圆颗粒状特征，蛋白质含量也接近豌豆；小麦蛋白质丰富，却低产，对土壤条件的要求比较苛刻，玉米则生存能力强，小麦-玉米便汲取双方优势，可以适应贫瘠的土地。

　　“通过染色体杂交技术，还可‘因地制宜’--创造出适合当地种植、具有特殊抗性的新作物。”深圳大学生命科学学院刘士德教授认为。“并且，这些特殊性状能在其子代身上也能够充分体现。”朱培坤举小麦-玉米的例子说，“我们现在已经稳定繁育到第13代了，各种特有性状依然稳定，科学界评断子代性状是否稳定一般只观测到第7代。”

　　他正在试图把黄豆和玉米杂交成功。“这个组合意义重大。”朱培坤表示，黄豆是天然固氮植物，杂交出来的新品种可能找到天然固氮的类型，这样就可以少用甚至不用化肥，显然有利于改善土壤环境和保护食物安全。

　　也有专家质疑，“由于缺乏有力的分子生物学实验数据的证实，断言某项生物技术可以让植物任意杂交，还言之尚早。”华南农业大学生命科学学院院长庄楚雄曾表示。

　　但普通消费者中不断有人遐想--不远的将来，餐桌上的面粉、大米或玉米，吃起来可能会有多种味道；加入了其它元素的粮食是否会改变原有的口感？“这要看谁跟谁进行‘配对’啦。”朱培坤举例说，小麦－玉米口感柔和，味道清香，且蛋白质和氨基酸含量大幅度超过玉米，接近小麦的水平。“而加入高粱的大米，口感就有可能没原来的好吃，但用于酿酒则没有一点问题。”

　　远缘杂交

　　朱培坤为“远缘杂交”，耗费了20多年。而被誉为“中国小麦远缘杂交之父”的遗传育种学家李振声院士，更是一干50年。2006年，他成为国家主席签署并颁发证书和奖金的“国家最高科学技术奖”的年度唯一得主。

　　1956年，李振声响应国家“支援大西北”的号召，放弃中国科学院北京遗传选种实验馆优越的工作和生活条件，奔赴西部一个小镇--陕西省杨凌。

　　这一年，当地乃至西北地区爆发中国历史上最严重的一次小麦条锈病。该病害被看作“小麦癌症”，发生区域广，流行频率高，危害损失重，当时已造成减产20%到30%，甚至绝收……年仅25岁的李振声决心破解这道世界性难题，为农民兄弟培育出优良抗病的小麦新种。

　　小麦条锈病之所以大流行，是由于其病菌变异的速度很快，平均5年半就能产生一个变种（据当年25个国家统计），而小麦育新种则速度慢，至少需要8年时间。过去传统的办法是选取抗病的小麦，在小麦之间进行杂交（近缘杂交）。

　　“农民们种了几千年的小麦，但小麦还是这么体弱多病，可野草没人管，却生长得很好。”其实最初，李振声正是研究草的--在北京曾跟随导师从事种植牧草改良土壤的研究，收集种植过800多种草。很自然地，他联想到“本行”--能不能为小麦找一个牧草丈夫（远缘杂交），让其后代获得草的持久性的抗病基因。

　　实际上，今人吃到的小麦，就是最原始的一粒小麦先后和草经过两次天然杂交与长期的自然及人工选择进化来的，不仅产量提高了，而且品质有了根本改善。可随之而来的问题是，小麦经过数千年的栽培，如同温室里的花朵，抗病的基因逐渐丧失。通过对小麦历史的研究，李振声更坚定了自己的想法。

　　可真正实现远缘杂交要过三关：一是“不亲和”（不容易杂交成功）；二是虽获得了杂种，可其后代却不育，“就像骡子这一马与驴杂交的后代不会生骡子那样，所以让小麦的后代获得草的抗病基因，难度非常之大。”三是“疯狂分离”。“就小麦与偃麦草的杂交来说，前两关经过两年努力就基本解决了，困难的是第三关，即有时一个杂种看着很好，而下一代却面目全非了。我们做了大量的细胞遗传学的工作才弄清了问题的实质。”李振声回忆说。

　　当研究到第8个年头的时候，有人以“还未见成果”为由，要李振声放弃……不顾任何阻力，课题组咬牙坚持，终于将偃麦草的耐旱、耐干热风、抗多种小麦病害的优良基因转移到小麦当中。后又衍生多个良种。而著名的“小偃6号”，其育种过程长达23年。“我们今天能吃到发面馒头和面包，应该谢谢大自然，也要感谢给小麦提供优良基因的小草儿。”李院士笑言。

　　上个世纪80年代以前，中国农业的施肥量与粮食产量同步增长；可此后，施肥量不断提升，粮食产量却没有增加。这不仅浪费资源，还污染环境。于是，李振声在北京昌平建立了一个育种基地，耐心地对种在花盆中的数千份种质进行筛选，以找到能够高效吸收利用土壤中磷、氮的小麦种质资源……最后，他发现了一批，同时研究揭示其生理机制与遗传基础，又培育出小麦新种。随后，他通过多学科交叉与合作，开展了提高小麦个体和群体的光合效率以及光合作用产物的优化分配研究，解决了过去长期存在的优质和高产之间的矛盾。

   供稿《北京周报》(2009年第七期)