是留種好!’張啟哥哥,你說應該如何這個風險?”
張啟微微一笑,說道:“哈哈,別急!非要留種,也不是不可解決。世界上你不瞭解的科學技術多得是。還真有辦法解決呢。那就是依靠轉基因技術實現留種。正是轉基因技術,讓原本不能留種的雜交作物,居然也可以留種了。
作物在受精後胚珠的發育,是依靠一個基因bbm1的激發的。在花粉精子中bbm1是有表達活性的,而在未受精的卵細胞中bbm1則不表達。在自然條件下,花粉精子中的bbm1表達產物,在受精後會啟用卵子bbm1的表達,從而開啟胚發育的過程。透過轉基因以及基因編輯手段,科學家們讓卵細胞中的bbm1直接就能表達。這時候不需要受精過程的發生,卵細胞就能發育成胚——即幼小的植株。卵細胞是單倍體細胞,即使它能夠繞過受精過程發育成胚,產生的植株也是單倍體,因此還要繞過減數分裂這個難關。好在,科學家們發現,只要利用基因編輯技術敲除水稻中的三個減數分裂相關基因,就能讓水稻的生殖原細胞的減數分裂變成有絲分裂——這個過程被稱為mime。透過這一過程,卵原細胞在形成卵子的時候,不會發生重組和同源染色體分離,同時維持二倍體倍性。科學家可以利用這種類似無性繁殖的過程來產生種子,從而維持其雜種優勢的特性。
這樣的話,只要在適合的時候,以後的科學家就可以利用轉基因技術讓一些雜交種子也可以留種。只要需要,轉基因技術完全可以讓袁隆平的不能留種的雜交水稻,也變得可以留種。”
張啟興奮的繼續說道,“意外不意外?!原本大自然讓雜交作物天生就不能留種,結果轉基因技術打破了這個魔咒,讓不能留種的作物也可以留種了。所以,即使以後世界‘末日’了,大家擠在一艘‘方舟’裡面,等到‘大洪水’一退,科學技術還能保人類順利的生存繁衍下去。”
說到這裡,張啟伸出手指,說道:“剛剛我說了這麼多,現在總結一下。
第一,純種可以留種。但是退化很快,不划算。
第二,透過雜交技術得到的雜交種,不能留種。所有的雜交品種都是不能留種的。但是划算,農民就是喜歡。
第三,轉基因技術可以讓原本不能留種的雜交種也可以留種。”
謝鬱文點了點頭,又問道:“剛剛你提到了‘雄性不育保持系’ 這是啥意思意思啊?我有點不明白。”
張啟解釋說道:“前面我說了,雜交水稻技術,也包括雜交高粱技術、雜交玉米技術等等,可以用不著人工去雄,不育系對於雜交優勢的廣泛利用具有非常重要的意義。但是我也要指出,不育系因為雄性敗育,不能自交結實,獲得的種子本身不能留種,不能傳宗接代。所以在利用雜交優勢的時候,還必須有一個外表相像,自交能結實,花粉發育良好的另外一個品種來幫助它傳種,把這種品種的花粉,授以不育系。這樣的話,不僅使得不育繫結下種子,而且結下的這個種子以後長成的植株,它們依然可以保持雄性不育系的特徵。這個品種,就是雄性不育保持系,簡稱為保持系。
如果我們選擇某種品種為不育系雜交產生雜種優勢的品種,這就叫做雄性可育恢復系,簡稱為恢復系。
關於不育系雜交種優勢的利用,我舉一個例子。就不說袁隆平爺爺的雜交水稻,因為那個大家都太熟悉了。我就說說雜交高粱。
山西省河曲縣在1969年種植的雜交高粱,平均畝產為1993.8斤,比之前不使用雜交時提高產量達50%。昔陽縣種植了晉雜5號,平均畝產為1600斤,其中有的畝產高達1720斤,而之前平均畝產量僅為680斤左右。我國在雜交高粱上採用的不育系多為3197A,保持係為3197b。利用3197A與其他優