科技网 --《科技日报》-- 像玉米、似小麦，到底是什么？

像玉米、似小麦，到底是什么？
发布时间： 2010-05-14  |   作者：赵英淑
http://www.stdaily.com 2010年05月14日 来源： 科技日报 作者： 赵英淑    本报记者 赵英淑
远看像玉米，近看像小麦，它到底是什么？
乍看像玉米，仔细一瞧像豌豆，它又是什么？
……………
小麦和玉米，豌豆和玉米，这些丝毫不相干的作物，却能够孕育出新的物种，你信吗？
可，这一切在深圳的一家实验室和陕西蒲城的一块盐碱地变成了现实。
———— 奇特杂交 ————
深圳实验室：毫不相干的物种组合出各种奇特植物
在深圳一家实验室，一株玉米长得弯弯曲曲，既像玉米，又像豌豆，这就是豌豆和玉米杂交的后代；一个玉米棒上，子粒有玉米粒的颜色，却长着似小麦的颗粒，这是小麦和玉米杂交的后代……
有人肯定想到了是杂交。对，这就是杂交，但我们一般说的杂交往往都是同一个物种之间不同品系进行杂交，比如说杂交玉米、杂交水稻、杂交小麦，这都很正常，但是跨物种之间的杂交，绝对是让人耳目一新。从远处，看似一个玉米，走近却发现，它和玉米存在着极大区别，每一颗子粒，都有着小麦粒的明显特征，这让每一个看过的人不由地感叹，小麦、玉米各自划归到不同属种。它们怎么能够杂交，并且繁育出下一代呢？让人更吃惊、更奇怪的是大白菜和蘑菇的结合，一个是菌类，一个是长叶的植物，这两样东西怎么可能杂交在一起呢？但这样的奇迹就是发生了，杂交后的白菜叶子已不再鲜绿。
陕西蒲城盐碱地：昔日不毛之地，今日绿色一片
在深圳实验室里，孕育出的奇特植物，只是实验的一小部分，就在陕西蒲城县，大片盐碱地却长出了庄稼。在陕西蒲城，10多万亩的盐碱地，常年以来，多数都荒着，可是从2007年起，却有一块地种起了玉米。在另一块盐碱地里却长着貌似水稻和高粱的奇特植物，说它是水稻，可它终生都生长在旱地里，即便在水稻关键的抽穗期间，这种植物也不需要灌水，这就是水稻和耐干旱的高粱杂交的后代。
过去，盐碱地因为过高的盐分浓度，只有极个别的草能够耐盐碱而生长，而此时，盐碱地里长出大片的庄稼，这麦粒样的玉米，和终生都不用灌水的旱稻，一系列的不可思议，让人迫切去探寻它背后的神奇和故事。
———— 专家连线 ————
朱培坤：　　深圳市百绿生物染色体杂交研究所所长
记者：因何结缘跨物种作物杂交？
朱培坤：30年前，我还是复旦大学一名教师。那时，上海的青菜都受到了病毒性疾病的威胁。更为严重的是，当时的人们，对于这危害蔬菜的病毒性疾病束手无策。青菜得了病毒性疾病，就像人得了癌症一样。虽然可以研发出相应的药物，达到一定的治疗效果。但是，给青菜用上抗病毒药物，那青菜的价格就会大涨，结果只能让上海的百姓更吃不起青菜。我当时就有一个想法，是不是可以改变这个蔬菜的遗传结构，从而使得这个病毒无法感染。
记者：是什么神奇的方法，让青菜带上了大蒜味？
朱培坤：通常说的基因和分子杂交，是单基因或多基因杂交，而我们采用了染色体片段杂交。对于这种跨种间植物杂交方式，就是想办法把它们的细胞壁砸掉，然后让细胞液融合在一起，这样就能够完成杂交过程。说起来简单，做起来太不容易了，让两个非亲非故的物种，大蒜和青菜进行杂交，就相当于要把油和水融合起来。
就这样思考、探索、实践，走过了足足20年。直到2001年，我似乎找到了游刃有余的办法，将染色体剪裁一块，放到所需要的物种中，让它去影响新的物种。
记者：效果怎样？
朱培坤：当大蒜和青菜杂交成功以后，我做过一个实验，把传播病毒的一个重要载体蚜虫，放到这个杂交成功的大蒜青菜的叶面上，蚜虫就拼命跑、拼命逃。大蒜和青菜本是两个风马牛不相及的物种，可我居然让青菜带上了大蒜味儿。
记者：20年后，怎么想起将玉米和豌豆、玉米和小麦联系起来了？
朱培坤：豌豆是双子叶植物纲，玉米是单子叶植物纲，它们只是同属于植物界，单就种子来说，豌豆的种子可以分开两半，而玉米种子就是一个整体。豌豆的一些性状特征比较明显，特别它是弯弯曲曲的，这样，更容易观察到下一代是否遗传了豌豆的特征。另外它的营养含有丰富的豆科蛋白。于是，把豌豆的染色体剪辑一段，放到玉米的细胞中，让它在玉米的体内生存、生长，以便产生一个既具备豌豆特征，又具备玉米特征的后代。
记者：产量咋样？
朱培坤：跨物种杂交，似乎前途一片光明，可是，一粒杂交后的种子，再次种植下去，却只能结出少量的种子。找来找去，原来是被动了手术的细胞里，染色体的排列混乱了，无法发挥全部功能，只能结出少量的果实。通过外在的刺激，加快了细胞内染色体各自归位的速度，更有秩序，再次种下去的果实量就有了大幅度提高。
党高冰：　　陕西省浦城县农业技术推广中心主任
记者：豌豆—玉米、小麦—玉米组合在盐碱地里长势咋样？
党高冰：比想象的好，过去，在盐碱地里几乎寸草不生，自从2007年开始种这种新的组合，现在盐碱地里一片绿油油。神奇的是，盐碱地不需经过任何洗盐，晒盐等处理，直接播下这些特殊的种子，长出来的植株远看像玉米，但颗粒又不像玉米，有点像小麦和豌豆的籽粒。
记者：种子像玉米还是小麦？
党高冰：像小麦的颗粒。这种奇特的组合，以玉米为受体，小麦、豌豆、大米草为供体，将小麦、豌豆、大米草等作物的染色体片段导入玉米种子体内。出苗后，既表现出玉米的形状，又像豌豆苗一样弯弯曲曲。籽粒却像小麦的颗粒一样饱满圆润。
记者：这些新组合物种的口感和营养价值如何？
党高冰：吃起来的口感也不单纯是玉米的味道，而有几分小麦和豌豆的香甜，营养价值也比玉米高出了一些。我们曾经做过一个实验，将普通的玉米颗粒与豌豆—玉米组合的颗粒放在一起去喂鸽子，鸽子先吃掉的是豌豆—玉米组合的颗粒，而剩下普通玉米颗粒。将豌豆—玉米组合的颗粒磨成豆浆，口感比单纯玉米糊好了许多。西北农林科技大学的专家教授检测发现，这种组合的营养价值也比普通玉米高。
———— 谜底揭晓 ————
染色体片段杂交圆了不同物种间“联姻”的梦
原来，朱教授是用染色体杂交的方法，把一种植物细胞中染色体片段导入另外一种植物的细胞，让两种不同种类的染色体在一定条件下，在同一细胞中发生杂交，产生新型的杂交染色体，培育出新的品种。通过这种方法，把耐盐碱地的大米草和玉米进行染色体杂交，培育出适应盐碱地的大米草—玉米，在陕西得到大面积推广。
这种跨种间的杂交，到底有什么好处？
其实人类这么多年来一直在进行尝试，如果能够更多、更好实现生物之间的这种跨种杂交，也许会培育出来一批新东西，这种东西没准会具备什么抗病、抗倒伏、抗寒、抗饥等等诸多的好处，也许为今后改善我们的食物结构，改善品系，为我们提供更清洁的能源等很多方面能够提供帮助。
■ 名词解释
染色体杂交育种技术
在一定的条件下，将不同供体来源的染色体或染色体片段导入受体植物细胞，分化培育成杂交植株的一种超越传统遗传育种与分子生物技术育种的一种新发明和新技术。它克服了植物远缘杂交不亲和限制，使不同种、属、科以及亲缘关系更远的植物类型间进行杂交成为现实。
■ 相关链接
在人类出现以前，花粉杂交就已经发生了，因为风、昆虫都能实现花粉传播，也许恐龙叫一声，或者尾巴翘一翘都有可能使得植物的花粉飘落。但花粉杂交，多数只能解决同一物种间杂交的问题，因为花粉的柱头有识别的功能，它不会让非亲非故的东西进入到自己的领地，即便进去了，也会把它杀死。可是朱培坤相信，不同的物种间是可以杂交的，也许在自然界中，原本就存在让人惊诧的杂交方式。
小麦—玉米
黑豆—玉米
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