APP下载

传说成真,杂交小麦终于来了

2018-12-27公子大白

科学大众(中学) 2018年11期
关键词:父本母本虎鲸

公子大白

说起杂交水稻、杂交玉米,大家想必都不会陌生吧,但是你听说过杂交小麦吗?

小麦、水稻、玉米同为世界三大主粮,杂交玉米是美国人试验成功的,杂交水稻由我国科学家袁隆平实现突破,而杂交小麦的研究,国外已有上百年,国内也有六十年,却迟迟没能获得重大突破。因此,小麦一直是世界上唯一尚未开发利用杂交优势的重要粮食作物,让人心存惋惜。

2018年6月,一条《杂交小麦,不再是传说》的新闻迅速吸引了人们的眼球,消息称,中国二系杂交小麦作为我国原创性重大科技成果正快速走向大面积生产。杂交小麦终于来了?它又为何姗姗来迟?

杂交小麦好处多多

什么是杂交小麦?简单地说它还是小麦,只不过是杂交的。小麦可是世界上最重要的谷物,种植面积、种植量、总贸易额都是全世界第一。在中国,小麦是仅次于水稻的“老二”,即使这样,它也占我国农作物总面积的22%。

小麦的产量直接关系我国的粮食安全和农民增收,你说重要不重要?但是,全世界范围内耕地面积都在下降,不良气候又多,不是厄尔尼诺就是拉尼娜,病虫害更多,各种这个虫那个菌,小麦的产量就越来越低,小麦就供不应求了。

地少人多,为了满足人们的需求,我们只能努力提高小麦单产的水平。这样,杂交就成为了最好的方法,能够大幅提高小麦产量的潜力和品质。

杂交是自然界广泛存在的现象,水稻、玉米、棉花、油菜都可以杂交,小麦当然也可以杂交。把两个不同遗传背景的小麦杂交,产出的第一代种子在生活力、繁殖力、适应性、产量、品质等方面都比普通小麦要强得多,比双亲强得多。把这种现象应用在小麦的生产实践里,就是杂交小麦了。

杂交小麦有多好呢?它能比普通小麦增产15%,甚至能高达30%—40%。这就是杂交的意义。

如何整出杂交小麦?

简单地说,有不育系就能产生杂交优势。

对于小麦来说,主要有两类方法来利用杂种优势,一个是遗传优势,比如三系法、二系法,一个是化学杀雄。

所谓三系法就是把不育系、保持系和恢复系放在一起进行三系配套,设置两个隔离区进行繁殖。所谓不育系就是雄性花蕊不能繁育、不能自交、不能产生后代,必须依靠外来花粉的品种。所谓恢复系就是作为父本可以和不育系杂交,让不育系的种子恢复繁殖力的品种。所谓保持系就是作为父本与不育系杂交时,能让种子依然保持不育的品种。一个隔离区里是不育系繁殖,不育系为母本,保持系为父本,相间种植,不育系结出的种子还是雄性不育的,这些种子就可以作为母本拿来配杂交种了。另一个隔离区里是制造杂交种的,不育系是母本,恢复系是父本,同样相间种植,恢复系把花粉授给不育系,这样产出的种子就是杂交种了。

制造不育系有两种方法,细胞核法和细胞质法。细胞核法也就是把普通小麦的细胞核导入卯穗山羊草的细胞质。卵穗山羊草和小麦的品系比较接近,因此可以用来进行杂交育种。

细胞质法就是把其他植物的细胞质导入小麦细胞。目前细胞质雄性不育小麦品种有很多,包括T型(提莫菲维小麦细胞质)、AL型(普通小麦细胞质)、P型(Primepi细胞质)、K型(粘果山羊草细胞质)、V型(偏凸山羊草细胞质)、S型(粗山羊草细胞质)这些类型。

细胞核法制造的雄性不育小麦,其不育原因分为显性基因和隐性基因。现在国内外已经发现和培育出多种小麦核不育系,大部分是隐性基因。但我国培育的不育系都是显性基因,增产效果比普通的要好得多。

三系法的最大优点是在整个制种过程中,母本都是不育系,很稳定,制种的纯度就高。

而二系法,则利用了那些温度敏感和光敏感的雄性不育系。光温敏雄性不育系受隐性基因控制,是否育种就受到外界光和温度的控制,当温度超过临界温度范围时,就表现为完全不育。这个时期称为育种转换期,当温度在可育温度临界范围以内的時候,不育系又能恢复成可育,正常自交产下种子。

二系法简化了繁殖制种的程序,降低了这个经验,与大白鲨相遇时先发制人,将其顶翻,使鲨鱼进入强直静止状态,就可以把它轻松制服了。

不知疲倦的战士

除了智力超群,虎鲸还有一个极大的天然优势:平均体重5吨,平均身长7米,它们的机体是为战斗而设计的。它们耐力很好,可以和比自己身形更大的鲸鱼连续搏斗几个小时。它们是无可厚非的冲剌王,最高速度可达50千米/小时。可想而知,它们的捕猎活动很少有漏网之鱼。而它们的身体本身也是一件可怕的武器:抡起的尾巴犹如巨锤,脑壳硬到可以将鲨鱼一撞毙命。锦上添花的是,这些强大的食肉动物还自带回声定位功能。事实上,它们和蝙蝠或海豚一样,都会收发超声波。这些人耳无法听到的声波遇到障碍物会受到反弹,返回发送源。因此虎鲸能够在头脑中实时绘出周边环境的三维地图、牢牢盯住逃跑的猎物。这一本领可用于掌握某片有众多海狗栖息地海滩的确切地形,进而确认在哪里进行“海滩突击”的危险最小。

吵吵嚷嚷的狩猎

虎鲸狩猎活动的高效还建立在它们的对话能力之上。事实上,它们非常健谈,能通过高声叫嚷以及每个家庭特有的哨声来交流。这些声音交流对于群体成员之间的协调合作不可或缺,比如在围猎鲱鱼群的时候。但狩鲸活动必须在绝对寂静中进行,以免猎物受惊逃脱。然而它们的进攻信号是什么?直到目前,这仍是一个谜。

格陵兰研究人员发现,冰岛某些虎鲸掌握了空手道的“致命尖叫”:它们发出的大吼可以麻痹周围的鱼。虎鲸最令人着迷的一点是,它们非常喜欢说话,喋喋不休不断讨论。生物学家认为,虎鲸的语言远比人类复杂,甚至不同的族群还有各自的方言,群体之间操着相似的语言,但若话不投机,虎鲸就会吵起来,甚至讥讽对方。生物学家已经分析出虎鲸的讥讽语言,比如“怎么回事,谁把小海豹放走的”“不怕鲨鱼一样的对手,就怕猪一样的队友”等话语,相当有趣。

猜你喜欢

父本母本虎鲸
座头鲸为何专与虎鲸对着干
玉米新品种沈海409的选育及高产栽培技术
鲸豚趣多多之揭秘虎鲸
传统《元宵歌》本的复现、消失与走向
杂交粳稻常优2号母本机插制种技术
萌物
父本在杂交谷子化学成分分布中的评价作用
鹦鹉鱼品系对不同亲本和繁殖技术的响应
甜(辣)椒杂交制种育苗技术