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选育方法多,育种稳发展

2023-09-21

课堂内外(小学版) 2023年6期
关键词:多倍体单倍体基本原理

在农业诞生之后,人类就开始逐渐使用科学的方法来让蔬菜“更好吃、更高产、更优质”。在现代科学的帮助下,人类总结经验,展望未来,又发明出许多选育蔬菜的新方法。接下来,就让我们来看看都有哪些让蔬菜品种变得更优良的现代科学手段吧!

第一招

杂交育种

基本原理:基因重组

育种口号:一加一,大于二

假如我们有两种蔬菜,一种是普通大白菜,产量高,一种是紫菜薹(tái),富含花青素,但产量一般,我们就可以将这两种蔬菜结合,然后从它们的后代中选出产量高又富含花青素的新品种——紫心大白菜,并留下它们的种子。

不过,这并不是结束,而是开始。接下来,我们就需要不断地重复播种和收获的过程,淘汰其中有问题的植株,保留优秀的植株。直到种出来的都是优秀的新品种紫心大白菜,杂交育种的工作才算完成。

第二招

诱变育种

基本原理:基因突变

育种口号:超级蔬菜,大变身

在超级英雄的故事中,由于遭受辐射或使用药物,普通人能获得超能力。这些情节,或许参考了蔬菜的诱变育种。

诱变育种,就是用辐射、施加化学药剂等物理或化学方法,让蔬菜发生变异,产生新品种。其中,最有趣的就是将蔬菜送入太空,利用微重力和太空辐射来让它们变异,也就是我们常听说的“太空育种”。

第三招

细胞工程育种

基本原理:细胞重组

育种口号:合二为一,组合出道细胞工程育种,我们可以看作是细胞层面的“杂交育种”,也就是将两种植物的细胞想办法融合在一起,形成一个新的细胞,再由此来培育出完整的植物。科学家曾经成功地将番茄的叶肉细胞与马铃薯的块茎细胞相融合,培育出地上部分能结番茄、地下部分能结马铃薯的“番茄薯”,是不是很有趣呢?

知识先行

染色体是生物细胞内的遗传物质,一株植物究竟是辣椒还是花椒就是由它们决定的。染色体是成组存在的,被称为染色体组。一般情况下,花粉和卵子中各含有1 个染色体组,二者结合之后,形成拥有1 对(2 个)染色体组的种子,然后发育成植物。

正常状态下,植物都含有1 对(2 个)染色体组,这样的植物被称为“二倍体”;只含有1 个染色体组的植物,被称为“单倍体”;含有3 个及以上染色体组的植物,被统称为“多倍体”。

第四招

多倍体育种

基本原理:染色体变异

育种口号:更大、更高、更强壮

多倍体育种,就是利用人工诱变或自然变异,让蔬菜的染色体加倍,例如让原本只有1 对的染色体组变成2 对,也就是由“二倍体”变成“四倍体”。多倍体植物与“原版”比起来,往往茎秆粗壮、果实肥厚,营养价值也更高。

第五招

单倍体育种

基本原理:染色体变异

育种口号:天下武功,唯快不破

植物要产生种子,需要花粉和卵子相结合。而单倍体育种的一种方式,就是直接用花粉来培育植株。由于花粉中只有一个染色体组,因此培育而来的植株也只有一个染色体组,也就是单倍体植株。再利用人工诱变的方式,让染色体加倍,植物就成为正常的二倍体。

利用单倍体育种繁殖而来的植物,始终保持的都是同样的染色体,因此后代的性状不容易发生改变。如此一来,科学家只要选准了合适的植物,就能快速获得想要的种子,能省去不少育种的时间。

第六招

基因工程育种

基本原理:基因重组

育种口号:量身定制,皆大欢喜

前面五招是相对常规的手段,但存在育种时间长或结果不确定之类的缺陷。而基因工程育种则可以按照人类的意愿来定向改造植物,例如,科学家可以去掉或者改造某种致病基因,让病毒无法侵害这种植物。不过,基因工程育种的技术难度非常大,人类还无法“为所欲为”。

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