狗尾草向谷子的華麗轉身是如何實現的呢?

                      說到狗尾草,人們最初印象便是將其叼在嘴里玩過,嬉戲時拿狗尾巴草相互撓過癢。那種美好的感覺是不是記憶猶新!殊不知,它可是栽培谷子的祖先。

                      我們熟知關于狗尾草與谷子的成語,例如“良莠不齊”,就是指正常的谷子田里,參差地長著狗尾草。狗尾草在古代稱作“莠”,因而有學者認為“稂莠不齊”是成語最初的形式。

                      狗尾草,因其成熟后長出一根細長的果穗,掛滿千萬顆籽粒,毛茸茸地在風中搖曳,仿佛調皮的小狗在抖動尾巴,故而得名。狗尾草屬禾本科、狗尾草屬,是全國各地都非常常見的一類雜草類植物。

                      谷子也屬于禾本科、狗尾草屬的一年生植物。與狗尾草相比,谷子莖稈粗壯、分蘗少,狹長披針形葉片,具有細毛;穗狀圓錐花序,每穗結實數百至上千粒,谷穗一般成熟后金黃色,卵圓形籽實,粒小多為黃色。谷子去皮后俗稱小米。

                      在夏商周時期,谷子被譽為“百谷之長”,一度是最重要的糧食作物。直至1950年,我國谷子的栽培面積仍然有1.5億畝。時至今日,小米干飯、小米粥、小米發糕等食品仍經常出現在我們的餐桌上。

                      最早對谷子起源的研究始于20世紀40年代,科學家們分析了谷子和青狗尾草、法式狗尾草的雜交后代,確定了狗尾草是谷子的野生祖先。20世紀90年代及以后,隨著細胞學技術、分子生物學技術的進步,國內外對谷子緣種的科學系統研究進入到快速發展階段,確定了多個谷子緣種的染色體分組和組成,以及狗尾草屬谷子緣種系統衍化關系。

                      狗尾草向谷子的華麗轉身是如何實現的呢?說起來,這個過程是漫長的。

                      一是系統選育,定向選擇。普通狗尾草植株矮小、生物產量低,易落粒,不能滿足人們生產和生活的需要。但在很久之前,先民們發現了狗尾草的自然變異現象,于是從中選擇植株高大、穗大、不落粒、分蘗少、香味多等高產、適于栽培的變異個體進行種植,經過數千年的栽培馴化和改良,一批高產優質、抗病抗倒伏的谷子新品種就這樣誕生了,狗尾草就一步一步變成了現在生產中栽培的谷子品種。

                      二是雜交育種。就是將兩個優異的材料進行雜交,再通過對雜交后代的篩選,獲得具有父母本優良狀,且不帶有父母本中不良狀的新品種的育種方法。如人們利用野生種狗尾草和谷子雜交、回交進行質核互作型雄不育系的培育,利用谷子和抗除草劑的青狗尾草雜交,將狗尾草的抗除草劑基因引入谷子中,培育出抗除草劑的谷子新品種。

                      三是誘變育種。這是人們用物理、化學因素誘導植物基因組發生變異,再從變異群體中選擇符合人們要求的單株/個體,進而培育成新的品種的育種方法。從1927年美國科學家H.J.馬勒發現X射線能引起果蠅發生可遺傳變異以來,人們先后用X射線、γ射線、芥子氣、中子等誘變農作物新品種。隨著我國航天技術的發展,谷子先后搭乘返回式衛星、高空氣球等進入太空,利用太空特殊的環境誘變作用,使其產生變異,培育出新品種。

                      四是生物育種。這是一種現代育種新技術。隨著谷子基因組測序完成,谷子的分子設計育種技術得到了進一步發展??茖W家們通過對谷子等作物的生長、發育和對外界反應行為進行監測和預測;然后根據具體育種目標,構建品種設計的藍圖;最終結合全基因組選擇、轉基因技術、基因編輯技術及合成生物學等生物新技術培育出符合設計要求的農作物新品種??茖W家們正在根據生產和產業發展的需要,將抗病基因、矮稈基因、除草劑基因、香味基因、黃色素基因、高抗淀粉基因……引入谷子品種中去,創造出可以滿足我們食用、飼用、觀賞用、藥用等多元化需要的谷子新品種。

                      因此,正是科學家的不懈堅持與努力,越來越多的矮稈抗倒伏、優質高產谷子品種應用到生產中,為我國糧食安全做出了積極貢獻。

                      來源:光明網
                      編輯:GY653

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