编辑撰稿人

郝雨欣

太原市图书馆多媒体服务部馆员

播讲人

范雨琦

太原市图书馆多媒体服务部馆员

9-人类的未来在植物手中

杂交是提高作物产量的实用技术。在孟德尔阐述了遗传学原理之后，人类认识到把作物的优秀基因通过杂交组合在一起，就可以获得更为优秀的后代。道理虽然简单，但很多作物并非那么配合。

水稻是种特别的植物，它们的雌蕊和雄蕊是同时成熟的，一旦开花，所有的雌蕊都会被自家的雄蕊产生的花粉占领。根本轮不到外来的花粉送上去授粉，也在很大程度上阻止了杂交的个体出现。

这个难题同样困扰着杂交水稻之父——袁隆平先生。在早期育种工作中，更多的是通过收集稻田中的优秀个体来实现的，把稻穗特别壮硕的水稻籽粒收集起来，播种到田里。但是结果却让人失望，种出的水稻全然不像它们的母亲那样健壮，不仅稻秆高高矮矮差异明显，连稻穗也是大大小小各不相同。因为不知道天然产生的杂交水稻的父母究竟是谁，更无从预测这些杂交个体的后代是否真的优秀。即便如此，要找到天然杂交的个体，也是十分困难的事情。

那么，怎样才能高效地制造出杂交水稻的种子呢？可能有朋友会说，直接把一些水稻花的雄蕊去掉，用其他花朵给它们授粉不就好了。如果你看过水稻开花，就会发现这个做法是不可行的，每个稻穗上都有上百个小花，每个小花有6个雄蕊，要把它们挑拣干净，简直是不可能完成的任务。那水稻育种就进入死胡同了吗？

就在大家埋头寻找剔除水稻雄蕊的方法的时候，袁隆平先生想到了另一条路——去寻找那些雄蕊本来就不发育的水稻个体。功夫不负有心人，袁隆平先生在稻田中找到了6株，天然的雄蕊不发育的水稻植株，在接受了正常水稻花粉之后，这些雄性不育的水稻结出了稻穗，并且它们的后代里面也有雄蕊不发育的个体。1966年，这个发现被发表在中国顶尖杂志《科学通报》上，但是当时这个发现并没有引起大家的注意。

可是意外发生了，由于社会运动的影响，1968年，袁隆平先生的实验受到了阻扰，连实验的种苗也被尽数破坏，就这样，初露曙光的杂交水稻陷入了黑暗。

但是，袁隆平先生并没有就此放弃，他在一口废井中找到了5株秧苗，实验就此继续。可是，杂交的结果并不是很理想。这些杂交后代，并没有如大家想象的那样长得更高更壮。于是，社会上出现了“杂交无用论”。袁隆平先生的工作再次陷入了泥沼之中。

原因究竟何在，为什么杂交后的水稻没有优势呢？这主要是因为，这些栽培的雄性不育水稻同其他水稻的关系太亲近了。就像人类近亲结婚，有很大的可能会生下有缺陷的后代一样，这些关系亲近的水稻一样不会有太好的结果。

不过，故事并没有这样结束。在海南发现的一颗雄性不育的野生稻，拯救了杂交水稻事业。在引入这颗名叫“野败”的水稻个体之后，整个杂交水稻的道路被打通了。1976年，全国推广杂交水稻208万亩，增产幅度普遍在20%以上。中国的粮食产量达到了划时代的高度。1977年，袁隆平将之前的实践经验总结整理，发表了《杂交水稻培育的实践和理论》与《杂交水稻制种与高产的关键技术》两篇重要论文。中国的杂交水稻成为世界农业史上一个重要的里程牌。

到今天，杂交育种技术已经被广泛应用于水稻育种工作中。不过，自然界存在的优秀基因毕竟是有限的，而育种筛选需要花费大量的时间，况且在天然植物中并不存在抗除草剂和高效抗虫害的基因。要想极大增加产量，还需要进行有目的的基因编辑。这件看起来只有在人类社会会发生的事，其实在100万年前，大自然就已经在红薯身上操作过了。

在15世纪末，哥伦布带着一帮打算去亚洲找胡椒的兄弟误打误撞来到美洲。他们惊异地发现，这里的人居然不种小麦和大麦，他们的很多食物居然是从土里刨出来的，那些带着泥巴的茎块和茎根居然就是当地人的主要食物。对于吃这些东西，欧洲殖民者是抵触的，因为小麦和大麦都是向着天空生长的，但是红薯则深深地埋藏在土壤之中，而那里是魔鬼撒旦的领域，怎么能够和魔鬼同流合污呢？不过，很快，欧洲殖民者的高贵信念就屈服给了肚子，人饿了总要吃饭，而红薯毫无疑问可以填饱更多饥饿的肚子。那是因为红薯提供的能量实在是太强大了，一公顷的红薯每天能提供7000万卡的热量，而小麦的产能只有4000万卡，产能只有红薯的一半，毫无疑问，同样的土地种红薯，能够养活很多人。

再加上红薯能提供人体必需的维生素C和胡萝卜素，简直就是天造地设的好食物。如今的红薯更是朝着高甜度、好口感的方向发展了，这么好的食物如今却备受质疑，因为很多朋友都觉得红薯这么软糯甘甜，红薯这么能养活人，特别是还有紫薯这个异类，这都因为红薯是转基因作物。

还真说对了，这红薯就是转基因作物，而且在100万年前就已经操作完成了。对，这事并不是我们人类干的，是大自然的安排。其实，最初红薯的祖先的根并不粗壮，更像我们今天看到的沙参和桔梗。然而，就在100万年前，有一个红薯生病了。它的身体被一种叫根癌农杆菌的细菌入侵了，不甘心的红薯并没屈服，它顽强地挺过了疾病。就好像孙悟空在太上老君的炼丹炉里获得了火眼金睛一样。红薯在这场大病中获得了发福的基因。

根癌农杆菌是遗传实验室中最常用的工具，在这种细菌体内有一种叫质粒的特殊DNA。质粒更像是基因搬运工，它们能把一些基因“扛”在自己身上，送到被感染的生物基因之上。而在100万年前，质粒就把赤霉素基因强塞给了红薯，正是这个基因的加入，让细瘦的红薯拥有了发福体质，被培育成了人类不可或缺的食物。

其实，人类也有被转基因的可能。如果不幸患上艾滋病，那就要经历转基因的过程。因为艾滋病病毒并不是完整的生命体，它们自己不能完成后代生产，必须借助人类的细胞来干这个事儿。更好玩的是，要完成生产后代这件大事，就必须把自己的基因先整到人类细胞的DNA之中去，然后等生产出足够多的病毒复制品的时候，就会把人体细胞搞破裂，然后再去感染其他细胞。然而，有些人体细胞会幸存下来，也就拥有了病毒的DNA。这也是艾滋病病毒可以在人体中潜伏很多年的原因。

人类之所以对艾滋病病毒没办法，还有一个重要原因是这些病毒太不靠谱了，经常复制出错。因为复制出错就变了长相，我们的免疫系统刚刚记住强盗的样子，结果人家就易容了。这就是至今艾滋病疫苗无法成功的关键原因。

人类以为自己掌握了自己的命运，掌控了对抗自然的法则。其实不过是自然界的小学生而已。

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