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  • 2018年11月17日
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从2000年开始,我国设立“国家科学技术最高奖”,至今共有20位科学家获奖,其中农业科学家两位,一位是“杂交稻之父”袁隆平,2000年获奖,另一位就是“小麦远缘杂交之父”李振声,2006年获奖。

  上一篇“健康话题”说到,农作物绝大多数都是二倍体,即2套染色体,而小麦却是六倍体,即6套染色体,为什么呢?原来,它在1万年以前也是二倍体,在1万年的进化过程中,两次与野草发生自然远缘杂交,两次染色体自我复制加倍,先是成了四倍体,后就成了六倍体。

  现在生产上推广的小麦品种,绝大多数都是六倍体,但是冠以“小偃”的系列品种却是八倍体,这些八倍体的“小偃”系列品种,就是“小麦远缘杂交之父”、中国科学院院士李振声培育的。

  “小偃”是小麦和偃麦草的合称,偃麦草是一种牧草;“小偃”系列品种是小麦和偃麦草的杂交后代;在植物分类学上,偃麦草与小麦不一个“属”,亲缘关系远,二者杂交就是远缘杂交。所以,李振声院士被誉为“小麦远缘杂交之父”。

  李振声院士今年80岁,比袁隆平院士小1岁。1951年,20岁的李振声毕业于山东农学院,分配到中国科学院,在北京研究牧草。1956年支援大西北,来到陕西杨凌的中国科学院西北农业生物研究所,适逢小麦条锈病大流行,减产30%。小麦条锈病,就是在叶和秆上布满锈色线条,俗称“黄疸病”,其流行程度如人的黄疸乙肝一样普遍,若春季低温多雨,流行尤其严重。药物防治基本无效,唯有培育抗病品种,可是,条锈病菌几年就变异一次,原来的抗病品种也会变成感病品种,可谓防不胜防。李振声对牧草深有研究,野生的牧草,人不管它,却天然抗病。李振声对小麦进化史了如指掌,与小麦发生自然杂交的两种野草,原本也是抗病的,但它们的基因融入小麦以后,经过漫长的人工驯化,便失去了抗病的野性。李振声想,既然小麦在远古时代曾经两次与野草发生自然杂交,那么为什么不可以在人工条件下第三次与野草发生杂交呢?这个设想得到了前辈科学家的支持。

  用两个小麦品种,进行杂交育种,一般需要8年,而小麦与偃麦草杂交,难度前所未有,李振声搞了20年,终获成功。难就难在亲缘关系远,而且偃麦草在漫长的进化过程中,形成了二倍体、四倍体、六倍体、十倍体,选谁?最终选的是十倍体。十倍体的偃麦草的精子是5套染色体,六倍体的小麦的卵子是3套染色体,二者杂交,就是八倍体小麦。

  “小偃”系列品种中,最优秀的是“小偃6号”,不管条锈病菌怎么变异,它的抗性不变,而且它还抗干热风。这干热风对小麦也是毁灭性的,往往使即将成熟的小麦青干死亡。

  1979年以后,“小偃6号”连续16年是陕西省的当家品种,农谚道:“要吃面,种小偃。”

  一个好品种,必然被别的育种家用作亲本培育新的品种,全国先后有70多个小麦品种含有“小偃6号”的基因,这些品种累计种植面积达3亿亩。

  小麦远缘杂交育种耗时20年,能不能缩短?能!李振声院士设计出“染色体工程小麦育种新体系”。这需要解释,先解释“染色体工程”。常规的杂交育种,就是在田间人工授粉,授粉后,染色体及其基因如何组合?只有天知道,第二年凭长相选择后代,如此年复一年。据统计,杂交理论在美国诞生100年以来,全世界的育种家,搞的各种作物的杂交组合不计其数,而育成优良品种的概率,仅仅是百万分之一。许多造诣深厚的遗传学家终生未能育出好品种,而不懂遗传理论的农民竟能育出好品种,可见常规育种的盲目性、偶然性。李振声院士20年育出前所未有的远缘杂交小麦优良品种已属幸运。为了缩短育种时间,特别是提高准确性,美国科学家就搞了“染色体工程”。这是在实验室里,在培养液里,把经过培育的A物种的细胞里的染色体分离出来,让B物种的细胞吞噬进去;有计划地让A物种的一对染色体、一条染色体、一条染色体的区段,去取代B物种的相应的一对染色体、一条染色体、一条染色体的区段;然后把B物种的细胞培养成个体,种于田间,观察性状表现,再进行杂交授粉,选育品种。这样就可缩短育种时间,提高准确性。李振声院士就是为别的育种家准备了“A物种”,即可以取代别的小麦品种的染色体的育种体系。

  然而,新兴的“基因工程”可以把目标基因直接转入受体,这比转入染色体更准确,但是“染色体工程”的染色体区段承载着有用基因,可以作为“基因工程”的基础。2008年10月15日,北京香山,李振声院士等老一辈“染色体工程”科学家,与新一代“基因工程”科学家联姻,决心共创农作物育种的灿烂明天。

  据悉,袁隆平院士也与水稻转基因科学家开展合作。

  转基因,是新老科学家的共识。

  作者:杨青平

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