這么多年的時(shí)間,糧食一直都是很重要的部分,即便是超級大國,同樣會出現(xiàn)了一些糧食安全方面的問題。自從雜交水稻出現(xiàn)之后,有效改善了溫飽方面,受到了很多人的關(guān)注,那么雜交水稻到底是怎么樣確定大國糧食的安全?
提起雜交水稻都應(yīng)該挺熟悉的,主要就是人工雜交出來的一種結(jié)果。其中雜交水稻主要就是依靠人們的喜好和需求決定的,經(jīng)過了很長時(shí)間的培育,并且還有品種不斷優(yōu)化,呈現(xiàn)出更好的結(jié)果。下面跟小編一起來看看,雜交水稻到底是怎么樣確定大國糧食的安全?
雜交水稻的畝產(chǎn)一起步就表現(xiàn)出在500公斤以上。到目前試驗(yàn)田單季可以高達(dá)1000公斤以上,也就是畝產(chǎn)過噸。而推廣大范圍種植后的畝產(chǎn)也可以高達(dá)800公斤以上。如果是熱帶和亞熱帶雙季種植,則畝產(chǎn)可以高達(dá)1500公斤以上!對比平常的亞洲高產(chǎn)區(qū)的平均畝產(chǎn)高出了3到4倍!對亞非拉地產(chǎn)區(qū)的畝產(chǎn)可以提高6到7倍!在全球土地總量不增反降的情況下,2倍的畝產(chǎn)就有世界級意義,何況是3到7倍的實(shí)際增產(chǎn)效應(yīng)!
可以說有了雜交水稻技術(shù),新興大國在未來數(shù)百年甚至上千年,都基本不再用擔(dān)心口糧安全再出大的問題。這不僅是在造福當(dāng)代,也是有利于子孫后代的大事情。那么雜交水稻為何有這么大的優(yōu)勢?簡單地說,地球生物的多樣性是生命長期競爭帶來的自然優(yōu)勢。生物多樣性又可以細(xì)分為生物種類的多樣性和生物基因的多樣性。
生物基因的多樣性,在人類和動植物身上表現(xiàn)出來的規(guī)律是基本相同的。因?yàn)槿祟惐旧硪彩堑厍蛏锏囊环N?,F(xiàn)代人類已經(jīng)從法律上盡量避免近親繁殖。就是明白了近親繁殖的危害性很大。后代容易出現(xiàn)過多的殘障和身體缺陷。內(nèi)在原因就是基因的重復(fù)和反多樣性造成。比如過去有報(bào)道。某群人長期在一個(gè)嚴(yán)重封閉的山溝內(nèi)生存繁衍了數(shù)百年。到1960年代有干部首次進(jìn)去調(diào)查,山溝里的老人還問外面是乾隆多少年了?這樣一群人長期封閉繁衍,后果就是所有的人都是親戚套親戚。結(jié)果造成山谷內(nèi)部的所有人身體素質(zhì)都普遍較弱,大量遺傳性缺陷出現(xiàn)。
全山溝數(shù)千人,居然挑不出一個(gè)身體素質(zhì)合格的年輕兵員。直到后來打破封閉環(huán)境對外通婚才得到改善。國外也有類似的例子,比如冰島這個(gè)國家,長期孤立在大西洋上,全冰島到目前一共才30多萬人。結(jié)果就是冰島男女談戀愛前,都要相互查好幾代的家譜,確保兩人的血緣足夠遠(yuǎn)才可以。因此冰島有官方機(jī)構(gòu)專門管理全國每個(gè)公民的家譜,當(dāng)做一個(gè)非常嚴(yán)肅的事情。
這說明在某個(gè)區(qū)域人類總量有限或者圈子過于封閉的情況下,基因的多樣性受到限制,對后代都是非常不利的。世界上確實(shí)存在少數(shù)長期封閉的桃花源,但是對生活在里面的人群來說絕對不是什么好事情。而中華古人很早就知道用姓氏區(qū)分各自的母系和父系,早早地盡量避免近親繁殖。對比直到最近100多年才普遍有姓氏的國家,不知道領(lǐng)先了多少倍。
既然人本身都如此,那么人類種植的作物、飼養(yǎng)的牲畜,也是不能長期封閉,過于近親繁殖。比如長期近親繁殖的兔子或者山羊,體型會逐步縮小,各種生理缺陷也會越來越多。長期不換種子的作物,也會產(chǎn)量下降,病害增多。而雜交水稻,就是通過復(fù)雜的人工干預(yù),讓這類水稻的遺傳多樣性人為的增加。水稻是一種自花授粉繁殖的植物。也就是水稻的基因有天然的封閉性。除非人工干預(yù),否則幾乎所有的品種的水稻,都會盡量避免外來基因的插入。
而水稻還有一個(gè)特點(diǎn),就在部分品種或者原始的野生稻中,有一種非常罕見的個(gè)體叫做雄性不育株。產(chǎn)生的概率只有萬分之幾。乍看這個(gè)名稱,以為這種特殊水稻苗是“雄性的”;其實(shí)正好相反,這種水稻恰恰是絕對“雌性的”。其實(shí)這是瀚海狼山(匈奴狼山)為了方便說明雜交水稻的原理而進(jìn)行的一些通俗化說明,實(shí)際情況比這個(gè)要復(fù)雜的多。這里只幫助理解,不必每句話都追求絕對準(zhǔn)確。因?yàn)檎K編缀醵际谴菩弁w,同花授粉,習(xí)慣了自己和自己談戀愛;而特殊的野生稻雄性不育株,其實(shí)就是沒有花粉或者花粉無效,但是它的雌性器官卻是正常的。也就是這種水稻苗是絕對“母性”的,是萬中無一的水稻中的“仙女”。
其必須接受其他正常水稻的花粉才能結(jié)出果實(shí)。而接受其他水稻品種的花粉,就等于打破了絕大部分水稻不和其他品種交換基因的天然壁壘。而野生水稻本身的基因,就比人類選育多年的常規(guī)水稻品種的基因豐富。因此這種罕見的雄性不育株的第一代后代,其天然基因就相當(dāng)強(qiáng)大。合成蛋白質(zhì)、淀粉也其他營養(yǎng)物質(zhì)的能力就更強(qiáng)。
外在表現(xiàn)就是產(chǎn)量大而且抗各種病害的能力都更強(qiáng)。那么是不是隨便找株野生稻,就可以繁殖雜交水稻了呢?問題絕沒有這么簡單。因?yàn)橐吧颈緛砭秃芎币?,必須全國各地甚至全球去搜索。偶然性找到后,再在某片野生水稻中找到合適的不育株,更是大海撈針。再一步,即使找到了不育株,也不是每一棵不育株都適合用來雜交繁殖。必須和其他正常的水稻品種去逐一試驗(yàn)配對,優(yōu)中選優(yōu)才有最后的成功。到這里還沒完。雜交稻意味著優(yōu)質(zhì)種子只能用一代。因此必須不斷的人工選種。
假設(shè)優(yōu)質(zhì)不育株的基因是BB,這是第一代母系野生稻不育株;用來配對的正常優(yōu)良品種的父輩是AA,當(dāng)然也可以選用CC,DD,EE,F(xiàn)F等品種。野生的母系BB是無法直接繁殖后代的。而正常品種的AA的后代還是AA,CC的后代還是CC。而經(jīng)過AA對BB的授粉,會得到一個(gè)叫AB的優(yōu)良雜交品種。把AB當(dāng)種子種下去,單季過噸的,就是AB種植后的產(chǎn)量。
但是AB的收獲物是原則上不能繼續(xù)用來再做大批量種子的。因?yàn)锳B再自花授粉后,根據(jù)染色體的天然排列組合規(guī)律,會得到4個(gè)下代品種。這就是AB、AA、BB和BA。這里面,只有四分之一的第3代AB是繼續(xù)高產(chǎn)量的雜交株;另外的AA是正常產(chǎn)量株;BA基本是無效品種;而最后四分之一的BB株干脆就不繁殖,只開花不結(jié)果。最終的畝產(chǎn)會不增反降。由此可見,雜交水稻的品種培育和改良,必須長期地持續(xù)進(jìn)行。如果沒有神農(nóng)嘗百草的執(zhí)著和持續(xù)幾十年的大量精心勞動投入,是絕不能實(shí)現(xiàn)單季畝產(chǎn)過噸的奇跡。
最后一個(gè)問題,雜交水稻任何母系和父系的生物植株來源,都是自然界天然存在的品種,包括特殊的野生稻,是地球生物正常進(jìn)化數(shù)億年來自然選擇的結(jié)果。因此其生物本質(zhì)的安全性是有絕對保證的。對于直接入口,會轉(zhuǎn)化為人類身體組成部分的口糧作物。還是天然篩選的雜交稻的安全性更有保障!
相信通過上面的內(nèi)容,對雜交水稻的優(yōu)勢之處有了大概的了解。通過上面的內(nèi)容都知道,雜交水稻是很不錯的一種農(nóng)作物,存在很多的優(yōu)勢,能夠擁有很多的產(chǎn)量,并且還能更好解決大家的溫飽問題。
責(zé)任編輯:李超群
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