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常规育种,杂交和转基因的异同点

2013-11-01
常规育种,杂交,转基因
这个文章知识点很重要。要有效地, 理智地对转基因话题进行科学的讨论,首先必须客观公正地向公众介绍有关方面的科学知识,让广大民众了解其中的科学原理。

常规育种,杂交和转基因的异同点
蒋继平

2013年10月31日

目前国内民众对转基因的讨论非常热烈。在这些讨论中, 我发现许多民众对转基因的知识概念认知不足,缺乏必要的基本科学知识;而有些专业人士,尤其是从事转基因研究和积极推广转基因产品主粮化的人士,有意或者无意地混淆转基因,杂交和常规育种的概念,因而, 误导或者忽悠民众对这个问题的认知,以达到他们个人的目的。

鉴于此,我认为要有效地, 理智地对转基因话题进行科学的讨论,首先必须客观公正地向公众介绍有关方面的科学知识,让广大民众了解其中的科学原理。 本着这样的思考,我现在以一个专业人士的身份来为大家作一个简单的介绍。

在具体地谈论这个异同点之前,我首先要谈谈我个人在这方面的经历。我1982年一月初从南农获得植物保护学士学位,在中国水稻研究所以助理研究员的身份从事水稻的常规育种。在1986年一月至1991年12月的六年中,我在美国加州大学河滨分校攻读植物病理硕士和博士学位。在此期间, 做了一些简单的生物工程和转基因实验,并且学习了与分子生物学相关的一些基本知识。在1992年初到1999年初的七年中,我在加州一家私人种子公司,这家公司现在已经在孟山都的旗下,以研究员的身份从事杂交育种,涉及到多种作物。 从1999年到2005年的六年中,我在Syngenta种子公司以研究员的身份从事多种作物的杂交育种工作,同时也接触到转基因的研究。 从2005年到现在,我在Lipman Produce公司以高级研究员和实验室经理的身份从事杂交育种工作。

鉴于这样的经历,我对常规育种, 杂交和转基因有如下的认知。

常规育种就是从不同的自然环境条件下对自然物种进行的人工选择。这种选择的最大特点是不对自然物种进行人为的强制性的隔离,交配和诱导, 而是通过改变周围环境来进行选择。那些在特殊环境中表现突出的物种就被选择保留下来,那些表现不佳的就遭到淘汰。 因而,常规育种的目的就是在不同的自然条件下选出性状优良的新品种。这种新品种具有稳定的遗传特性,可以继续在后代中完整地表现出来。

杂交育种是通过人为的干预方式对物种进行指定的隔离和交配,这种育种方式对自花授粉的作物尤其重要。比如说蕃茄,它是自花授粉作物。 也就是说, 蕃茄的同一朵花既是雄花也是雌花,因而, 它在自然条件下可以授精结果。 这样的过程称为自交。说得简单一点, 某个物种的同一个品种的雄花和雌花交配生成的果子属于自交果。要防止自交果的形成, 就必须将同一个品种的雄花除去,用另一个品种的雄花与其交配, 这样生成的果子就是杂交果。 因而, 杂交就是对某个品种的生殖系统进行强制性的隔离和用另一个品种的整个遗传物质进行交配。但是,这种交配必须是在自然条件下,物种之间可以自由进行遗传物质交换的原则下进行的。杂交育种的最大特点就是取父母双亲的优势互补,来获得性状突出的优良杂交品种。不过, 杂交种子的后代性状很不稳定,会发生自然的性状分离。 因而,杂交种子必须每年重新制备,不可从收获的种子中继续播种下一代。

转基因育种是通过人为地在某个物种的遗传物质中选出一个特定的基因,将其分离,然后用人为的, 强制性的方法手段插入另一个物种的遗传结构中,从而改变目标物种的一些表现性状。 通常情况下,这种遗传物质或者说基因是不可能通过自然交配而产生后代的。换句话说,转基因是人为控制的物种间的遗传物质匹配,不是自然界的天然遗传物质的自动匹配。 因而,转基因是违背自然遗传规律的。转基因育种的最大特点是非常专一化,通常只涉及到一个或者两个特定的基因, 如Bt和抗除草剂基因。它的最终目标也是获得某个特殊优良的性状, 比如抗虫特性。单一的转基因物种是稳定的, 其遗传物质在后代中可以完整地表现出来。转基因的另一个特点是,除了目标基因外,还给受体物种带来启动子、终止子、抗生素筛选标识物。这些都是属于外源物质,不属于原本的物种。

根据以上的知识,我们可以很容易看出常规育种, 杂交和转基因三者之间的异同点。

其共同点是:

1。目标都是一致的, 就是为了改善物种的性状,使之有益于人类。

2。都要经过人为的选择和干预。

其不同点是:

1。常规育种和杂交符合自然遗传法则, 转基因违背自然遗传法则。

2。常规育种采用的是自然环境的选择,杂交育种采用的是生殖隔离和选择性交配,转基因是强制性的种间遗传物质的插入。

3。常规育种和单一转基因的作物的后代性状特征稳定,一般不会分离, 杂交品种的后代会出现性状分离的现象。

4。杂交品种含有父母双方的整套遗传物质,转基因品种除了自己的遗传物质外, 加入了一个或者几个特定的外源基因,这些外源遗传物质在自然条件下是不可能获得的。

5。常规育种和杂交育种不需要外来标记物,转基因育种需用外来标记物(特定的生物或者化学标记物,如耐抗生素基因)。

我说了这么多,可能有许多人还是弄不清转基因作物和杂交作物的区别。现在我用一个通俗的比如来进一步说明这一点。

一个男人和一个女人性交生下的孩子就是杂交品种,性交过程就是杂交过程。在一个人身上将牛的一个基因用特殊的方法植入他的遗传密码中并使这个基因正常表达功能就是转基因。好玩吗? 这两者之间的区别明显吗?

本文引用地址:http://blog.sciencenet.cn/blog-203132-737941.html


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