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發布時間:2013-10-02 | 來源: | 責編:
從2000年開始,我國設立“國家科學技術最高獎”,至今共有20位科學家獲獎,其中農業科學家兩位,一位是“雜交稻之父”袁隆平,2000年獲獎,另一位就是“小麥遠緣雜交之父”李振聲,2006年獲獎。
上一篇“健康話題”說到,農作物絕大多數都是二倍體,即2套染色體,而小麥卻是六倍體,即6套染色體,為什么呢?原來,它在1萬年以前也是二倍體,在1萬年的進化過程中,兩次與野草發生自然遠緣雜交,兩次染色體自我復制加倍,先是成了四倍體,后就成了六倍體。
現在生產上推廣的小麥品種,絕大多數都是六倍體,但是冠以“小偃”的系列品種卻是八倍體,這些八倍體的“小偃”系列品種,就是“小麥遠緣雜交之父”、中國科學院院士李振聲培育的。
“小偃”是小麥和偃麥草的合稱,偃麥草是一種牧草;“小偃”系列品種是小麥和偃麥草的雜交后代;在植物分類學上,偃麥草與小麥不一個“屬”,親緣關系遠,二者雜交就是遠緣雜交。所以,李振聲院士被譽為“小麥遠緣雜交之父”。
李振聲院士今年80歲,比袁隆平院士小1歲。1951年,20歲的李振聲畢業于山東農學院,分配到中國科學院,在北京研究牧草。1956年支援大西北,來到陜西楊凌的中國科學院西北農業生物研究所,適逢小麥條銹病大流行,減產30%。小麥條銹病,就是在葉和稈上布滿銹色線條,俗稱“黃疸病”,其流行程度如人的黃疸乙肝一樣普遍,若春季低溫多雨,流行尤其嚴重。藥物防治基本無效,唯有培育抗病品種,可是,條銹病菌幾年就變異一次,原來的抗病品種也會變成感病品種,可謂防不勝防。李振聲對牧草深有研究,野生的牧草,人不管它,卻天然抗病。李振聲對小麥進化史了如指掌,與小麥發生自然雜交的兩種野草,原本也是抗病的,但它們的基因融入小麥以后,經過漫長的人工馴化,便失去了抗病的野性。李振聲想,既然小麥在遠古時代曾經兩次與野草發生自然雜交,那么為什么不可以在人工條件下第三次與野草發生雜交呢?這個設想得到了前輩科學家的支持。
用兩個小麥品種,進行雜交育種,一般需要8年,而小麥與偃麥草雜交,難度前所未有,李振聲搞了20年,終獲成功。難就難在親緣關系遠,而且偃麥草在漫長的進化過程中,形成了二倍體、四倍體、六倍體、十倍體,選誰?最終選的是十倍體。十倍體的偃麥草的精子是5套染色體,六倍體的小麥的卵子是3套染色體,二者雜交,就是八倍體小麥。
“小偃”系列品種中,最優秀的是“小偃6號”,不管條銹病菌怎么變異,它的抗性不變,而且它還抗干熱風。這干熱風對小麥也是毀滅性的,往往使即將成熟的小麥青干死亡。
1979年以后,“小偃6號”連續16年是陜西省的當家品種,農諺道:“要吃面,種小偃。”
一個好品種,必然被別的育種家用作親本培育新的品種,全國先后有70多個小麥品種含有“小偃6號”的基因,這些品種累計種植面積達3億畝。
小麥遠緣雜交育種耗時20年,能不能縮短?能!李振聲院士設計出“染色體工程小麥育種新體系”。這需要解釋,先解釋“染色體工程”。常規的雜交育種,就是在田間人工授粉,授粉后,染色體及其基因如何組合?只有天知道,第二年憑長相選擇后代,如此年復一年。據統計,雜交理論在美國誕生100年以來,全世界的育種家,搞的各種作物的雜交組合不計其數,而育成優良品種的概率,僅僅是百萬分之一。許多造詣深厚的遺傳學家終生未能育出好品種,而不懂遺傳理論的農民竟能育出好品種,可見常規育種的盲目性、偶然性。李振聲院士20年育出前所未有的遠緣雜交小麥優良品種已屬幸運。為了縮短育種時間,特別是提高準確性,美國科學家就搞了“染色體工程”。這是在實驗室里,在培養液里,把經過培育的A物種的細胞里的染色體分離出來,讓B物種的細胞吞噬進去;有計劃地讓A物種的一對染色體、一條染色體、一條染色體的區段,去取代B物種的相應的一對染色體、一條染色體、一條染色體的區段;然后把B物種的細胞培養成個體,種于田間,觀察性狀表現,再進行雜交授粉,選育品種。這樣就可縮短育種時間,提高準確性。李振聲院士就是為別的育種家準備了“A物種”,即可以取代別的小麥品種的染色體的育種體系。
然而,新興的“基因工程”可以把目標基因直接轉入受體,這比轉入染色體更準確,但是“染色體工程”的染色體區段承載著有用基因,可以作為“基因工程”的基礎。2008年10月15日,北京香山,李振聲院士等老一輩“染色體工程”科學家,與新一代“基因工程”科學家聯姻,決心共創農作物育種的燦爛明天。
據悉,袁隆平院士也與水稻轉基因科學家開展合作。
轉基因,是新老科學家的共識。
作者:楊青平
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