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神奇的基因工程
1.6.2 超级水稻

超级水稻

中国农民说,吃饭靠“两平”,一靠邓小平(责任制),二靠袁隆平(杂交水稻)。西方世界称,杂交水稻是“东方魔稻”,它的另一个称号是“中国魔稻”。袁隆平的成果不仅在很大程度上解决了中国人的吃饭问题,而且也被认为是解决21个世纪世界性饥饿问题的法宝。国际上甚至把杂交稻当作中国继四大发明之后的第五大发明,誉为“第二次绿色革命”。

杂交水稻是通过不同稻种相互杂交产生的,而水稻是自花授粉作物,对配制杂交种子不利。要进行两个不同稻种杂交,先要把一个品种的雄蕊进行人工去雄或杀死,然后将另一品种的雄蕊花粉授给去雄的品种,这样才不会出现去雄品种自花授粉的假杂交水稻。可是,如果我们用人工方法在数以万计的水稻花朵上进行去雄授粉的话,工作量极大,实际并不可能解决生产的大量用种。因此,研究培育出一种水稻做母本,这种母本有特殊的个性,它的雄蕊瘦小退化,花药干瘪畸形,靠自己的花粉不能受精结籽。

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杂交水稻之父——袁隆平

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杂交水稻

为了不使母本断绝后代,要给它找两个对象,这两个对象的特点各不相同:第一个对象外表极像母本,但有健全的花粉和发达的柱头,用它的花粉授给母本后,生产出来的是“女儿”。长得和母亲一模一样,也是雄蕊瘦小退化,花药干瘪畸形、没有生育能力的母本;另一个对象外表与母本截然不同,一般要比母本高大,也有健全的花粉和发达的柱头,用它的花粉授给母本后,生产出来的是“儿子”,长得比父母亲都要健壮。这就是我们需要的杂交水稻,一个母本和它的两个对象,人们根据它们各自不同特点,分别起了三个名字:母本叫做不育系,两个对象,一个叫做保持系,另一个叫做恢复系,简称为“三系”。有了“三系”配套,我们就知道在生产上是怎样配制杂交水稻的了:生产上要种一块繁殖田和一块制种田,繁殖田种植不育系和保持系,当它们都开花的时候,保持系花粉借助风力传送给不育系,不育系得到正常花粉结实,产生的后代仍然是不育系,达到繁殖不育系目的。我们可以将繁殖来的不育系种子,保留一部分来年继续繁殖,另一部分则同恢复系制种,当制种田的不育系和恢复系都开花的时后,恢复系的花粉传送给不育系,不育系产生的后代,就是提供大田种植的杂交稻种。由于保持系和恢复系本身的雌雄蕊都正常,各自进行自花授粉,所以各自结出的种子仍然是保持系和恢复系的后代。

由于生物科技和基因工程技术近年来快速发展,科学家在1998年开始水稻基因组的分析与整理,称为国际水稻基因组定序计划(International Rice Genome Sequencing Project;简称是IRGSP)。主要希望能解读水稻12条染色体中的基因密码,此计划由日本主持,并有中国、南韩、台湾、英国、加拿大、美国、巴西、印度、法国加入。在2002年宣布整个水稻的基因图谱都已被解读,并公开在基因图谱资料库中,供各国的水稻专家研究。

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国际水稻基因组研究小组

水稻的基因体是高等生物中基因定序最完整的,科学家辨识出的37500个基因中,包括了数个影响重要农产未来的基因。例如提高水稻产量的基因、改变水稻受光周期的基因等。这有助于生产高产优质的水稻,迎接未来粮食危机。