图1：世界第一批源自花药体细胞的橡胶树
图2：国内外第一个橡胶花药体细胞植株试验区
图3：高产速生新型无性系的生产示范区（1998年7月定植，1999年6月拍摄）

　　在云月湖畔的热作两院胶园里，生长着的一批新型橡胶树——世界上第一批橡胶花药体细胞植株，吸引着国内外许许多多人前来参观考察。这批新型橡胶树，展示着我国橡胶育种新技术的诞生，蕴含着巨大的经济效益，标志着我国橡胶花药组织培养技术居世界领先水平。

一、橡胶花药培养的立题和各研究机构的同类研究

　　1973年初的一天，我阅读了一本介绍如何进行水稻、小麦花药培养诱导植株的书；内容新鲜，非常吸引人。就是这本书引发我开展橡胶花药培养诱导植株的研究。——考虑到橡胶树种质资源日趋贫乏，常规杂交选育新品种日益困难，联想到橡胶花药培养同样具有诱导植株的潜在作用，于是我决心开展此项探索巴西橡胶育种新技术的研究，以开辟培育高产速生新型无性系的新路。我写好申请开设橡胶花药培养研究课题的报告即呈交时任兵团热带作物学校（原热带作物两院）教研部副部长的黄宗道审批。清楚地记得，几天后就得到了回音。……黄宗道副部长问我：“如果批准你立题，你干不干？”由于处于“文革”时期，科研几乎停顿了，如果没有领导支持，什么也干不成，于是我回答说：“只要领导支持，当然干啦！”他反问：“怎么会不支持呢？！”……橡胶花药组织培养及其应用的研究课题就这样审定了。领导指定王泽云为课题负责人，还有韩琼元等同志参加。并于当年上半年就采摘春花开始进行橡胶花药培养。同年年中，华南热带作物科学研究院橡胶系育种组的曾宪松等也从夏花开始培养。1976年，王泽云等人员从华南热带作物学院返回华南热带作物科学研究院，与曾宪松等人合并共同研究。
　　1973年春，中国科学院遗传研究所、保亭热带作物科学研究所和海南农垦橡胶研究所3个单位协作组，也采用春花开始花药培养。1973年后，云南热带作物科学研究所、福建热带作物科学研究所、广西橡胶所、华南热带作物科学研究院粤西试验站、广东徐闻育种站等单位相继开展相关研究。到20世纪80～90年代，由于研究经费、研究难度、体制变化等原因，上述大多数单位中止了研究。
　　随着本课题研究的进展，橡胶热带作物生物技术的科研工作，受到国家和单位领导的重视。1977年农牧渔业部得知我院培养橡胶花药植株获得成功后，专发电文祝贺。1983年农牧渔业部在北京召开了第二次全国橡胶树选育种会议，在制定的橡胶树选育种方针中，新增加了“积极开展新技术育种”的内容。1988年，从华南热带作物科学研究院橡胶栽培研究所的遗传育种室分出细胞技术、橡胶组织培养和种质资源3个课题组，华南热带作物学院橡胶栽培系分出了有关生物技术部分，经农业部、国家计委和国家科委批准，将上述4个部分合并，成立热带作物生物技术国家重点实验室。华南热带作物科学研究院的橡胶花药组织培养课题先后连续列入“六五”、“七五”、“八五”、“九五”国家攻关计划。

二、研究工作的3个阶段

1.组织培养诱导橡胶花药体细胞植株及其移栽
　　橡胶花药培养技术，经过从无到有，直至开始应用的艰难历程。研究工作是在人手少，设备差，无任何借鉴资料的情况下起步的。当初研究条件之差，如今难以令人置信。因没有培养架，培养材料是放在床铺上的；没有控温设备，培养室是靠洒水降温的；缺少冰箱，配制培养基的母液是提到医院保存的（当时两院只有2台旧冰箱，一台在医院，一台在植保所）；缺少经费，塞试管的棉球是育种组老师制作的；缺少接种室，灭菌后的培养基是从学院肩挑到研究院接种的。不仅设备差，工作环境也不好。接种转移培养材料，都在四周密封的又矮又小的玻璃房内进行。房间经紫外线照射杀菌，氧气少，臭氧多，人呼吸困难，又点燃酒精灯，二氧化碳剧增。进接种室常有呕吐感，呼吸加速。在炎热季节，穿上白大褂，工作不到10分钟，脸上汗珠就往下滴，工作二三个小时出来，全身衣裤就像被雨淋过一样。连续几年在这种条件下工作，体质明显下降了。一天课题组成员李琼英突然头晕，到医院检查后，医生吓了一跳——她的白血球竟下降到三千二百，不到正常人的一半，医生下令全休治疗。同事劝我也去检查，结果白血球亦降至三千五百；经透视，又发现两肺纹理增粗。不仅研究条件差，而且橡胶组织培养难度大。……但是，大家毫不倦怠，充满期待，不畏艰辛，探索前进。经过花药体胚发生、发育和萌发的诸多内外因子研究，终于在1977年与马来西亚同期培养出世界上第一批花药体细胞植株；接着，1978年又移栽成活国内外第一批花药植株，计30株。这里必须指出，“移栽”也是个难关。之前，为了争取一次就能移栽成功，查阅了有关橡胶种子育苗经验的文献资料，参照植株在试管中的生长条件，制定一个包括温度、湿度、基质、光照、养分、防病等内容的移栽方案，并邀请许成文等几位橡胶栽培学专家，一起商讨后实施。第一批植株于1979年移植到大田，到1984年就正式割胶了。
2.创立新的组织培养技术进行良种繁殖
　　经过长期研究，创立了分阶段昼夜多次变温培养方法，革新了培养基，建立了有特色的培养技术。参试的20多个品种都可以诱导出苗，包括雄蕊败育的GT1。至20世纪末，植株诱导率提高到160 %（海垦2）。建立体细胞植株的幼态增殖原种圃，包括我国7个大规模推广品种——热研7-33-97、大丰95、海垦2、文昌217、PR107、GT1、RRIM600，可为满足生产使用需求，不断地大量提供幼态芽条。
3.培育和繁殖高产速生新型无性系
　　为了培育橡胶自根无性系（老态），早在20世纪50～60年代国内外就进行过大量扦插繁殖试验，但均未成功。开展橡胶组织培养后，斯里兰卡、泰国、法国、印度等许多国家采用实生苗或老态无性系作培养的起始材料，所得植株前者产量低，后者则与供体接近，意义不大。我们从实用出发，一开始就注重选用优良品种，特别是大规模推广品种的花药植株作外植体，采用花药培养和微体繁殖相结合的创新的技术路线，不仅成功地培养出自根无性系，而且实现了长期梦寐以求的幼态复壮。经过多年研究，繁殖系数达到3～4（45天左右），生根率和移栽成活率达到90 %左右。建立生产示范区2个，计60亩。
　　我们在热作两院愚公桥旁，于1981年建立了世界上第一个橡胶花药体细胞植株试验区。这里生长着一批我们研制的特殊的橡胶树，它们既像实生树，又是无性系，这就是高产的新型无性系。于1987年正式开割测产。历年来我们共建各种试验区200多亩，经多品种多试验区的多年观测，新型无性系——自根幼态无性系和芽接幼态无性系，与相同品种传统芽接树相比，展现出许多优异性状：（1）产量提高20 %～30 %；（2）生长加快5 %～15 %；（3）抗逆性增强，在遭受风害、寒害后有较强的萌生枝条、恢复树冠和产胶能力；（4）自根幼态无性系还可免去芽接工序，选用抗寒品种，有可能克服“烂脚病”。
　　新型无性系具有明显的幼态形态和特性，表现与桉树、杉木等林木一样的幼态效应，证实发育阶段从老态回复到幼态，实现幼态复壮，这是高产速生的重要依据。吴继林等1998年也从新型无性系的树皮结构和生化方面提供其高产速生的证据。研究结果表明：与相同品种的芽接树相比，来自体细胞植株的芽接幼态无性系的茎围增大，乳管层数增多，干胶、胶乳糖和无机磷含量均增高，平均最初流速率加快。两者种种差异的实质是，相关基因表达在时间、空间和强度上的差异。
4.研究成果获奖
　　1973—1980年我主持《巴西橡胶花药体细胞植株的诱导和移栽》研究，该成果获农垦部1980年科技进步一等奖。1973—1984年我主持《巴西橡胶花药培养优良品种新技术》研究，该成果获国家科委1985年国家科技进步三等奖。1985年1月—2004年9月我主持《橡胶树高产速生新型无性系种植材料的研制与繁殖》研究，该成果获海南省2005年科技进步三等奖。

三、难度和水平

1.难度
　　橡胶花药组织培养是国内外公认的难题。号称天然橡胶科技强国的马来西亚，1971年开始橡胶花药培养，经过长达6年研究，1977年诱导出第一株花药体细胞植株，后多年不能重复，直至1984年才重新出苗。不仅植株诱导难度大，移栽难度也大。马来西亚头几次移栽均告失败，直至1986年才移栽成活第一棵植株。K.Paranjothy（1975）在总结橡胶组织培养工作中指出：“橡胶研究工作中普遍反映出愈伤组织培养成完整小植株的艰巨性”。英国学者H.M.Wilson等（1975）在橡胶组织培养中深有感触地说：“巴西橡胶是许多木本植物中较难进行组织培养的树种”。马来西亚橡胶研究监督B.C.Sekar（1981）也在橡胶国际会议上强调指出：橡胶花药培养难度大。
2.水平
　　鉴于天然橡胶是具有不可替代性的重要工业原料，是战略产业，为了提高产量，30多年来橡胶组织培养一直成为国内外竞相研究的课题。中国、马来西亚、法国、印度、斯里兰卡、泰国、印尼、英国、越南等国均开展相关研究。在国外，花药培养先进的是马来西亚，虽然也在1977年培养出苗，但是，与该国相比，我院研究起步晚2年，移栽成活早8年，没有发生多年不能重复出苗的问题。在微体繁殖方面，在国外先进的是法国，至今仍处于试验阶段。
　　1981年马来西亚橡胶研究院院长A.B.Aroped在橡胶研究国际会议上宣称：“中国橡胶花药培养的成果是国际领先的，超过马来西亚。”1985年召开的国际天然橡胶会议上，马来西亚原产部部长梁棋祥致开幕词中说：“中国在组织培养方面，在世界上居领先地位，值得大家高兴，也值得各国国学习。”
　　我院于1984年和2005年获得的橡胶花药培养的2个成果，经鉴定委员会专家鉴定，分别确认为“居国内外领先水平”和“处于世界领先水平”。
　　国际领先水平的研究成果，提高了我国橡胶科技地位，为我国天然橡胶事业作出了贡献。

四、对外交流

　　花药体细胞植株的培养和移栽成功，引起许多植胶国家的关注和好评，来访、参观、学习活动频繁。
　　1980年马来西亚原产部部长梁棋祥率团访问我院，对橡胶花药培养表现出浓厚兴趣，除实地参观植株外，晚上部分成员又详细询问相关情况。代表团访问后，香港《远东经济评论》1980年6月号报道，中国橡胶研究工作在许多方面无疑与马来西亚并驾齐驱，最卓越的成就就是组织培养。1980年中国和马来西亚两国举行部长级会谈，马方提出并经会谈签订协定要派人来我院学习。
　　1984年受国际橡胶研究和发展委员会委托，我院举办国际橡胶组织培养培训班，学员来自马来西亚、泰国、斯里兰卡、法国、象牙海岸5个国家，教材分10讲，另有4个实验，历时半个月。有的学员用培训班带回的材料，很快培养出花药植株，推动了橡胶组织培养的发展。
　　1986年8月7日至8月29日，法国橡胶研究所组织培养负责人M.P.Carron来我们研究室学习和交流，涉及内容广泛、深入；他关注体胚形成的相关问题，特别要求观看组织学研究的片子。
　　1991年他再次到我们实验室参观、学习和交流。
　　2002年M.P.Carron又一次率团带领同行3人，参观了我们实验室、苗圃和大田试验区，并详细询问了相关情况。
　　1991年、1992年和1994年，热带作物生物技术国家重点实验室与国家科委国际合作司联合举办3期热带植物生物技术培训班，参加培训人员大多来自东盟国家，多数为博士、硕士学位。每次培训，学员们对橡胶花药培养都表现出浓厚兴趣。

五、应用前景

　　80多年来沿用的芽接树是继实生树之后的第二代种植材料，其推广应用实现了良种繁育制度和种植材料的第一次变革，使全球天然橡胶产量大幅度提高。而现在新研制和繁育成功的高产速生新型无性系则是继实生树和芽接树之后的新一代种植材料，其推广应用，必将导致橡胶良种繁育制度和种植材料的第二次变革，使我国乃至世界天然橡胶产量提升到一个新的水平。英国同行H.M.Wilson（1975）曾这样说：若能以组织培养技术，用体细胞胚繁殖橡胶优良无性系，则对于天然橡胶工业将是重大贡献。
　　新型无性系深受用户欢迎。琼海市石壁镇种苗代理人何朝秀说：“橡胶试管苗生长好，产量高，芽眼生长出来的都是高产树，不会像传统芽接树那样，芽眼死了变成实生树，所以，现在我们这里橡胶农民都喜欢种植试管苗。”并主动提出说：“我愿当琼海地区试管苗代理人。”
　　中国是橡胶大国，当今橡胶种植面积已突破1 000万亩。中国大面积种植橡胶成功已有40多年历史；目前正是加快步伐进入大面积更新的时期，每年需更新面积30～40万亩。国内外植胶历史证实，选用高产无性系更新胶园，都能使产量剧增。除了需要大面积更新外，植胶面积也在不断扩大；1999年以来，新增面积100万亩左右。随着天然橡胶消费量的快速增长和胶价的高速攀升，势必进一步推动我国橡胶的更新步伐和种植面积的扩大。所以，高产速生新型无性系的应用前景是十分广阔的。

（原刊载于2009年出版的《山野掘伟业——热作两院天然橡胶科教事业史料》）