公子大白


說起雜交水稻、雜交玉米,大家想必都不會陌生吧,但是你聽說過雜交小麥嗎?
小麥、水稻、玉米同為世界三大主糧,雜交玉米是美國人試驗成功的,雜交水稻由我國科學家袁隆平實現突破,而雜交小麥的研究,國外已有上百年,國內也有六十年,卻遲遲沒能獲得重大突破。因此,小麥一直是世界上唯一尚未開發利用雜交優勢的重要糧食作物,讓人心存惋惜。
2018年6月,一條《雜交小麥,不再是傳說》的新聞迅速吸引了人們的眼球,消息稱,中國二系雜交小麥作為我國原創性重大科技成果正快速走向大面積生產。雜交小麥終于來了?它又為何姍姍來遲?
雜交小麥好處多多
什么是雜交小麥?簡單地說它還是小麥,只不過是雜交的。小麥可是世界上最重要的谷物,種植面積、種植量、總貿易額都是全世界第一。在中國,小麥是僅次于水稻的“老二”,即使這樣,它也占我國農作物總面積的22%。
小麥的產量直接關系我國的糧食安全和農民增收,你說重要不重要?但是,全世界范圍內耕地面積都在下降,不良氣候又多,不是厄爾尼諾就是拉尼娜,病蟲害更多,各種這個蟲那個菌,小麥的產量就越來越低,小麥就供不應求了。
地少人多,為了滿足人們的需求,我們只能努力提高小麥單產的水平。這樣,雜交就成為了最好的方法,能夠大幅提高小麥產量的潛力和品質。
雜交是自然界廣泛存在的現象,水稻、玉米、棉花、油菜都可以雜交,小麥當然也可以雜交。把兩個不同遺傳背景的小麥雜交,產出的第一代種子在生活力、繁殖力、適應性、產量、品質等方面都比普通小麥要強得多,比雙親強得多。把這種現象應用在小麥的生產實踐里,就是雜交小麥了。
雜交小麥有多好呢?它能比普通小麥增產15%,甚至能高達30%—40%。這就是雜交的意義。
如何整出雜交小麥?
簡單地說,有不育系就能產生雜交優勢。
對于小麥來說,主要有兩類方法來利用雜種優勢,一個是遺傳優勢,比如三系法、二系法,一個是化學殺雄。
所謂三系法就是把不育系、保持系和恢復系放在一起進行三系配套,設置兩個隔離區進行繁殖。所謂不育系就是雄性花蕊不能繁育、不能自交、不能產生后代,必須依靠外來花粉的品種。所謂恢復系就是作為父本可以和不育系雜交,讓不育系的種子恢復繁殖力的品種。所謂保持系就是作為父本與不育系雜交時,能讓種子依然保持不育的品種。一個隔離區里是不育系繁殖,不育系為母本,保持系為父本,相間種植,不育系結出的種子還是雄性不育的,這些種子就可以作為母本拿來配雜交種了。另一個隔離區里是制造雜交種的,不育系是母本,恢復系是父本,同樣相間種植,恢復系把花粉授給不育系,這樣產出的種子就是雜交種了。
制造不育系有兩種方法,細胞核法和細胞質法。細胞核法也就是把普通小麥的細胞核導入卯穗山羊草的細胞質。卵穗山羊草和小麥的品系比較接近,因此可以用來進行雜交育種。
細胞質法就是把其他植物的細胞質導入小麥細胞。目前細胞質雄性不育小麥品種有很多,包括T型(提莫菲維小麥細胞質)、AL型(普通小麥細胞質)、P型(Primepi細胞質)、K型(粘果山羊草細胞質)、V型(偏凸山羊草細胞質)、S型(粗山羊草細胞質)這些類型。
細胞核法制造的雄性不育小麥,其不育原因分為顯性基因和隱性基因。現在國內外已經發現和培育出多種小麥核不育系,大部分是隱性基因。但我國培育的不育系都是顯性基因,增產效果比普通的要好得多。
三系法的最大優點是在整個制種過程中,母本都是不育系,很穩定,制種的純度就高。
而二系法,則利用了那些溫度敏感和光敏感的雄性不育系。光溫敏雄性不育系受隱性基因控制,是否育種就受到外界光和溫度的控制,當溫度超過臨界溫度范圍時,就表現為完全不育。這個時期稱為育種轉換期,當溫度在可育溫度臨界范圍以內的時候,不育系又能恢復成可育,正常自交產下種子。
二系法簡化了繁殖制種的程序,降低了這個經驗,與大白鯊相遇時先發制人,將其頂翻,使鯊魚進入強直靜止狀態,就可以把它輕松制服了。
不知疲倦的戰士
除了智力超群,虎鯨還有一個極大的天然優勢:平均體重5噸,平均身長7米,它們的機體是為戰斗而設計的。它們耐力很好,可以和比自己身形更大的鯨魚連續搏斗幾個小時。它們是無可厚非的沖剌王,最高速度可達50千米/小時。可想而知,它們的捕獵活動很少有漏網之魚。而它們的身體本身也是一件可怕的武器:掄起的尾巴猶如巨錘,腦殼硬到可以將鯊魚一撞斃命。錦上添花的是,這些強大的食肉動物還自帶回聲定位功能。事實上,它們和蝙蝠或海豚一樣,都會收發超聲波。這些人耳無法聽到的聲波遇到障礙物會受到反彈,返回發送源。因此虎鯨能夠在頭腦中實時繪出周邊環境的三維地圖、牢牢盯住逃跑的獵物。這一本領可用于掌握某片有眾多海狗棲息地海灘的確切地形,進而確認在哪里進行“海灘突擊”的危險最小。
吵吵嚷嚷的狩獵
虎鯨狩獵活動的高效還建立在它們的對話能力之上。事實上,它們非常健談,能通過高聲叫嚷以及每個家庭特有的哨聲來交流。這些聲音交流對于群體成員之間的協調合作不可或缺,比如在圍獵鯡魚群的時候。但狩鯨活動必須在絕對寂靜中進行,以免獵物受驚逃脫。然而它們的進攻信號是什么?直到目前,這仍是一個謎。
格陵蘭研究人員發現,冰島某些虎鯨掌握了空手道的“致命尖叫”:它們發出的大吼可以麻痹周圍的魚。虎鯨最令人著迷的一點是,它們非常喜歡說話,喋喋不休不斷討論。生物學家認為,虎鯨的語言遠比人類復雜,甚至不同的族群還有各自的方言,群體之間操著相似的語言,但若話不投機,虎鯨就會吵起來,甚至譏諷對方。生物學家已經分析出虎鯨的譏諷語言,比如“怎么回事,誰把小海豹放走的”“不怕鯊魚一樣的對手,就怕豬一樣的隊友”等話語,相當有趣。