转基因玉米育成记

2016-07-26 | 作者: 王萍 | 标签: 转基因玉米

我是一颗转基因玉米种子,如果不贴“转基因”的标识,或许你根本无法将我与传统玉米区分开来。

我的先祖父母也是常规玉米,比如大家熟知的“长城799”,因为具备较多的优良性状,如高产、矮杆、株型紧凑等优点,但是在抗虫方面差,所以被生物技术育种家选中用来做育种材料。育种家选择的育种方法跟传统方法不同,他们利用基因工程技术将一种抗虫的基因(Cry家族基因)转入我的先祖体内,然后把他们培养长大,收获玉米穗子,再一代代地自交,当这种抗虫基因能够稳定遗传下去的时候,我便出现了。

我获得外源基因的方法主要有两大类:一种是农杆菌介导的遗传转化法,另一种是无需载体的DNA直接导入的方法,比如:花粉管通道、基因枪轰击、子房注射等。这些方法都可以把我所不具备的基因带入体内,使我获得以前所不具备的优良性状,比如抗虫、抗除草剂等,但是不同的方法操作的难易程度、效率高低以及花费的成本也不一样。目前,农杆菌介导法因简单易行、不需昂贵的设备、成本低、转化频率高、拷贝数少、遗传表达稳定性较好等优点而在转基因作物培育上应用最为广泛,且体系也日益完善。

1990年,Fromm 和Gordonkamm两位科学家首次利用基因工程技术获得了我的先辈——一种可育的转基因玉米植株,这一发现使得利用转基因技术进行玉米品种改良成为可能。从此以后,我渐渐走入了大家的生活。

1995年,美国先后批准了两种转基因玉米在市场上的食用、饲用和商业化种植,她们都是我的姐妹,一个是先正达公司研发的抗虫转基因玉米BT176,另一个是拜耳公司研发的耐除草剂转基因玉米T14。

1996年,先正达公司研发的抗虫耐除草剂复合性状转基因玉米BT11 在美国获得批准。

自此以后,我在全球都受到了热烈欢迎,美国、中国、加拿大、巴西、阿根廷、法国等相继批准了我的种植和进口。至2015年,我的兄弟姐妹遍布了全球的5000多万公顷的土地,转基因玉米为亿万农民带来福利。

虽然我受到了大家的热烈欢迎,但是依然有些人将我塑造成“恶魔玉米”,指责我会危害人类、动物的健康,破坏生态环境。这些人里面不乏一些惟恐天下不乱者,也有一些不了解我的人。

与成长在广袤天地里的传统玉米相比,我的出生显得格外娇气。在狭小的实验室或者有限的玻璃温室里,科学家用他们神奇的双手对我的生命进行一场与众不同的洗礼,使我能够成长为玉米苗里的“特长生”。

我的出现本源于一项科学研究的发现,却掀起了一项农业育种的革命。

最初


剥胚

我本是一颗传统的玉米,在非常稚嫩的时候,科学上称之为“幼胚”期,我被带进实验室进行另一种形式的成长。

实验员将我最具生命力的部分——玉米幼胚(0.8毫米左右大小)剥离出来,进行进一步处理。我最初的样子就是图上金属刀尖上的那个小白点,你能看见我吗?

生命的增殖



这些幼胚在富有营养物质的介质上,逐渐分化成多个细胞团——愈伤组织。这种富集营养的介质被称之为培养基,它的样子像极了我们喜欢吃的果冻,实际上它也是另一种形式的土壤。

分化


分化、出苗

我在这种干净透明的“土壤”上成长,逐渐从一个细胞团分化出叶芽,然后长出叶片和发达的根系。

长大


温室土壤准备与温室苗

我最初的样子是有点丑的,不像土壤里发芽长大的玉米苗那样健壮、挺拔。那是因为我一直在实验室里生活,缺少阳光和雨露的滋养。不过我很快就会赶上的。在叶片和根系都长出来了,我就会被移栽到温室里,透过玻璃,我也能接受阳光的照耀啦。


授粉

看见我的照片了吗?我跟田间的玉米是不是很像了?经历了科学家数个月的心血,我被放在温室里像珍贵的花朵一样被细心地照料着,浇水、施肥、遮阳、补光等等。

收获

最后科学家会对我进行严格的授粉,然后对我的雌穗进行套袋,保证我的后代基因纯正。


田间转育、考种

在经历了一个生命周期之后,我孕育出了金黄的玉米棒子,不枉费科学家在我身上花费的心血。虽然这个第一代的穗子没有像想象中的那样大、饱满、籽粒多,但是这并不是我生命的终结。我还将进行第二代、第三代等等若干个世代的繁殖,这些过程都和传统的玉米繁殖过程一样。种子播在土壤里,发芽、生根、长叶、成熟,收获。

当我的各项优良性状都能够稳定遗传的时候,育种家将我与另一种优良品种的玉米杂交,进而产生更大更饱满的玉米棒子,结出更好的籽粒。那些好的籽粒就是我们所谓的转基因玉米种子,也是我的最佳状态。

根据农民的需求,育种家培育出了不同品种的我,有的抗虫,有的抗除草剂,还有些是某种营养物质丰富等等。农民伯伯将我种在地里,可以少打农药,减少因虫害或者杂草导致的产量损失,获得更好的收成。在农民伯伯那里,我是很受欢迎的呢。

1996年,我就像一个刚刚步入社会开始打拼的小小少年,20年过去了,我已经从最开始的几百公顷的种植面积增加到千万公顷以上,给农民带来了数十亿的收益。育种家并没有停歇脚步,各种复合性状的转基因玉米相继被投放到市场,比如抗虫+抗除草剂、或者多个抗虫性状复合等等。未来的我会更加强大,也会使更多的农民受益,真正实现农业的绿色、高产。

作者:王萍,女,1986年出生,2011年毕业于华中农业大学,硕士研究生。现工作于中国种子集团有限公司生命科学技术中心,从事植物组织培养相关工作。

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来源:基因农业网

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