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育种那些事儿

已有 9950 次阅读 2013-6-17 10:07 |系统分类:科研笔记| 那些事儿

为什么要进行育种?

要进行粮食生产就要进行播种,而播什么样的种子呢?当然是能够高产、抗虫、抗旱、果实味美营养高的种子。

尽管“种瓜得瓜,种豆得豆”的遗传属性让我们对“播种、收获”的基本农事劳作有最基础的认识,但这些优质的种子并非坐等而来,而是需要人们费尽心力去发现、选择,甚至是人工培育。

要有好的种子就要有变异,或者说是进化。育种就是淘汰不利变异,选择有利变异的过程。也就是说,育种是人工加速植物进化的过程。

数千年来,人类一直在以人工影响植物进化的形式来获得食物以求繁衍生存,这一事实或许会让那些把“敬畏自然,以求天然”当教条的人们有些难堪,但事实终归是事实。

无论植物育种的哪个阶段(选择育种、杂交育种、诱变育种、转基因育种),育种的基础都是“变异、选择”。这也是整个农业文明的基础。

这个基础在选择育种时期最为明显,因为这完全依靠人们的农事经验而来。在这个阶段,人们只需利用现有的植物自然变异,从中选择优势品种广为种植即可。

“种取佳穗,穗取佳粒”,老农民对此都有粗浅的认识。在我们老家,父亲每年冬天清闲时节,常常在家剥花生并从中挑选出饱满、红润的颗粒以备来年播种。只是,玉米种子就要购买了。

人类之所以成为人类,并不仅限于从自然挑选优势品种为己所用,他们更重要的成绩在于改造自然。杂交育种便是手段之一。

因为选择育种只能寄希望于自然变异,某种意义上相当于守株待兔,如果兔子不来,岂不是就地饿死?解决这一问题的原则是,没有机会就创造机会。也就是说,有好的变异,我们就抓住这个变异进行选择育种,如果没有好的变异,我们就创造变异。

孟德尔的豌豆杂交可以看作是杂交育种的理论基础和科学依据:同一染色体上的基因(性状)是连锁遗传的,而不同染色体上的基因(性状)可以独立分配。从这里,人们明白了植物的性状遗传是有规律的,而杂交则是选择更好性状的一种人工手段。

从“杂交、选择、鉴定”的步骤中,杂交育种可以培育出超越父本母本的性状。

只是杂交育种的预见性很差,其杂交是以大量基因进行转移,这就造成“杂交育种即可得到优质种子也可得到劣势种子”的结果,因此需进行大量的选择工作。

在人们对现代遗传学中的“从DNA到蛋白质”中心法则有了深刻认识后,人们设想:如果能进行精确到每个基因转移的育种将会多么高效。于是转基因育种应运而生。

正是如此,人们在上世纪80年代就获得了第一个转基因作物成果:转基因烟草。其后的转基因育种,正如人们预期的那样:高效、精确、可预测。

2010年美国《科学》杂志出版了“粮食安全”专刊,提出未来育种要提高种子和植物可食部分的营养成分、延长保鲜时间、更有效地防治害虫等等,而这些目标与转基因育种息息相关,目前已有的黄金大米、转基因番茄、抗虫棉正是这个目标的前奏。



与杂交育种相比,转基因育种是精确选择。图自b4fa.org




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