-
1 # 三正七邪
-
2 # 就是論事123
雜交技術是植物新品種選育的常規技術,選育的新品種具有雙親的優良性狀,具有高產優質高抗性等雜種優勢,產出品製成的食物是人類食物中原來就存在的,沒有新的原來食物中沒有的新物質產生。目前大多數人反對的轉基因技術,是透過分子手段,改變植物基因性狀,增加植物遺傳基因片段,使植物產生抗蟲毒蛋白或抗除草劑特異蛋白質,使植物具有毒殺害蟲或抗草甘膦等除草劑能力,使植物產生人類食物中原來不存在的物質,從遺傳角度上看,是創造了新的物種。透過分子育種手段不增加植物種類以外的基因片段,而是捨去植物種類中弱勢基因,增補優勢基因,就不能產生人類食物中原來不存在的物質,也不能改變植物種類形成新的物種,這是轉基因育種和分子育種的本質區別。分子育種人們是不會反對的。
-
3 # 裸猿的故事
把關鍵結論直接提到前面來吧,有耐心的慢慢看全文,關於雜交和轉基因。
雜交產物將兩套從未合作過的基因組放到同一個細胞中,其結果的不可測和不可控性遠遠超過轉基因產物。
必須指出,早在1992年,中國科學家就研製成功具有自主智慧財產權的GFMCry1A融合Bt殺蟲基因,並將其匯入棉花,創造出單Bt轉基因抗蟲棉。轉基因技術並非高深莫測的技術,中國科學家早就已經掌握了該項技術,但由於多年來的大眾輿論的鉗制,任何技術所生產的產品如果不能上市銷售,那這項技術也就名存實亡了。由於,綠色和平在世界範圍內的狂熱煽動,反對轉基因技術並鼓吹有機農業——奢侈的高價農業,因而利潤可觀——,其後果就是限制了我們自己的科學家研發轉基因新產品的熱情動力和信心,而另一方面則是美國的轉基因產業越來越成熟,並不斷佔據市場。作為新一代農業技術的神器,逆潮流而動的所有舉動,在長時間的歷史中都是螳臂當車,只不過中國是否已經錯失歷史機遇,只能由那些被煽動的蠢貨們來承擔這個責任了。
物種的界限:生殖隔離古人對物種之間的生育屏障並未有所瞭解,因此不管動物植物都混交一通,並由此還真得到了一些重要成果,一直流傳到如今還在為人類使用,至於在創造各種圖騰神話故事之時,更是擅長將不同的動物部位組合成神獸或者妖魔的樣子。
圖示:腦洞雜交產物:青龍。
圖示:是騾子是馬拉出來遛遛。龍是想象中的雜交神獸,但騾子則是真實雜交產物。,依據母系血統的不同又有驢騾和馬騾之別。不過公驢和母馬容易產下後代,公馬和母驢則相對困難,所以日常中以驢騾更常見。
雖然騾子幾乎不能自己繁衍後代,也就是說你無法透過養一對騾子之後,就能繁育騾子。但它們很有用,因此,人們不厭其煩,代代雜交,以不斷的獲得馬和驢的後代。所以,是否能留種根本不是一個問題,如果真的有特別的用處,不能留種那就每代都重複做就是了。現在的雜交水稻就是植物中的騾子,同樣不能留種,必須由專門的育種公司,每年單獨做種子出來,但由於雜交水稻的高產,和現代種業公司加物流配套網路的發達,能不能留種,早就不是需要考慮的問題,除非你想躲到神農架去過原始的自給自足的生活,那你進山的時候,的確不能亂買種子,否則第二年就會餓死了。
隨著生物學的發展,育種專家們終於明白,為啥騾子不能生育,為啥大多數雜交都以失敗告終,而到達爾文的進化論問世之後,答案變得更加的一目瞭然,原來物種和物種之間還有親緣關係這一說,它們彼此之間有親屬關係,尤其對動物而言,親緣關係越近,雜交的成功率越高,反之則越低。
圖示:威猛的獅虎獸。由雄獅和雌虎交配所生下的後代。獅虎獸的體型比獅或虎都要大,是貓科動物中體形最大者。
為何雜交動物常不育圖示:減數分裂
配子祖細胞在生成配子的時候,會經歷一個減數分裂的過程,即配子細胞中的染色體數量比構成身體的體細胞中的染色體數量要減半。這樣當精子和卵子結合的時候,染色體數量才能在每一代之間保持穩定。但減半不能隨便亂減,因此有一個被稱作聯會的過程來管理減半之前的染色體管理,在這裡成對的染色體彼此配對,因為這些染色體是高度相似的,所以能夠彼此配對。換句話說,我們的細胞中其實儲存著兩套差不多一樣的構造我們身體的藍圖。在生成配子的時候,則需要將完整的一套染色體即不能多也不能少藍圖分裝到配子細胞中去。
但是騾子的細胞中,來自馬的那套藍圖與來自騾子的那套藍圖,在經歷這個聯會的過程時候,就出問題了,它們彼此之間相似度沒有那麼高,因此無法配對,這就導致在後來的折半過程中,只能隨機的將所有染色體進行分配!
圖示:馬有32對染色體,驢只有31對染色體,當它們配對生下的騾子,它的細胞內則由32+31條染色體組成。
而要恰好讓所有32條來自馬父的染色體或者恰好31條都來自驢母的染色體進入同一個細胞,這個機率從數學上計算的話,非常低,而這就是騾子不育的原因,因為它們很難生成可育的配子(精子和卵子)。不過,在生產實踐中,母騾並非絕對不育,這說明還有別的影響因素,也許在某種因素的影響下染色體之間發生了部分配對,畢竟是兩種有親緣關係的動物,因此還是能偶爾聽聞,母騾生下後代的事情,但生育率也可以低到忽略不計,並且其後代可能是馬,可能是驢,也可能是騾子。用母騾子傳代,先不提讓人絕望的低產,而且你還無法穩定的只得到騾子。
植物的魔法:多倍體植物雜交遠比動物雜交要容易得多,甚至在一些親緣關係較遠的物種之間也能進行,並且容易得到雜交後不僅可育,更能保持雜交特性不變。這常常是透過將染色體翻倍的方法來實現。植物利用多倍體的辦法,將染色體配對紊亂導致的不育現象(多數雜交動物的不育都是這個原因引起)輕鬆破解。經典例子是人類種植的普通小麥。
普通小麥在歷史上是三種植物雜交出來的,一半是自然雜交一半是人為因素。根據現在的基因學研究,科學家們認為在大約50萬前,現代普通小麥的老祖宗烏拉爾圖小麥和山羊草屬植物的擬山羊草(Aegilops speltoides)發生了天然雜交。除了自花授粉的,無論是風媒還是蟲媒的植物,本來就時時刻刻的在胡亂雜交,當然植物同樣有許多防止雜交的辦法,不然就沒有各種各樣的植物,早就混亂成一鍋粥了。如果沒有一定程度的防雜交的手段,那你種下西瓜得到的種子是不是還能得到西瓜,就沒多少保障可言了,所謂種瓜得瓜種豆得豆的諺語也就永遠不會問世,那我們將生活在一個植物奇幻國度之中,但由於植物栽培和育種都將變得極不靠譜,我們的文明大概將永遠停滯在狩獵採集時代了。
但偶爾的偏差總會發生,無論如何,對人類來說幸運地是,烏拉爾圖小麥和擬山羊草這兩種親緣關係較遠的物種,竟然克服了生殖隔離,形成了野生的二粒小麥(T. turgidum)。
圖示:人類馴化和培育過的小麥品種。其中第三種就是普通小麥,佔所有品種小麥總產量的95%。第7種和第八種分別是二粒小麥(普通小麥的祖先)和一粒小麥,是最先被馴化的品種。
當野生的二粒小麥被最初的農民馴化之後,在栽培的過程中,它和小麥田中的一種常見野草,野生山羊草屬植物節節麥(Aegilops tauschii,也叫粗山羊草),再次幸運的發生了一次雜交,於是普通小麥誕生了。農夫在下一季播種時候,極少的第一代普通小麥出現在二粒小麥田中時,應該相當的顯眼,它明顯更加優良,更符合人類的需要,而更幸運的是,將普通小麥種下去,你還能繼續穩定的得到普通小麥!而這次發生在小麥田中的雜交事件(極大可能發生在小麥田中),大約發生在8000年前。這就是現代基因組學對小麥的研究成果。
那麼為何來自三種植物的雜交,能成就可以穩定傳代的普通小麥?秘密就在於染色體翻倍的基因突變,植物細胞在生長分裂的時候,由於環境溫度的突然變化或者某些化學物質的干擾和影響,都會影響有絲分裂和減數分裂的過程,由此產生染色體數量加倍的現象。即染色體已經複製完成,但並沒有分裂成兩個細胞,回到了初始狀態,當下一次再次分裂時,這個突變的細胞的後代就都擁有翻番的染色體了。
圖示:普通小麥細胞中含有三套不同的基因組,分別來自三種植物,通常寫成AABBDD。透過染色體加倍的過程,當形成配子的時候,所有染色體都能順利找到配對的染色體,實現正常的分裂。動物細胞的問題在於,它們不能承受染色體翻倍帶來的其他問題,否則利用現代技術手段將馬和驢的受精卵中的染色體翻倍,就能得到穩定的騾子品系了 。而由於不能得到穩定遺傳的騾子的品系,也就談不上繼續對騾子進行選種改良的可能性了。
轉基因:天然轉基因,基因的橫向傳播除了生殖細胞基因突變(大多數是不利的或者中性的,只有極少數時候會得到有利的突變),以及透過生殖的方式混合基因組(種內或種間雜交)得到具有遺傳差異的後代之外,自然界天然存在著基因的轉移現象。這樣的基因交流主要是透過病毒來完成的。
以人類為例,伴隨著人類基因組的解碼和破譯工作,科學家們發現一個驚人的事實,在人類基因組中存在眾多病毒的基因資訊,這些人類基因組自帶的病毒資訊,被稱為人內源性逆轉錄病毒(HERV),而且數量不少,佔據人類基因組的8%,最開始這個發現讓人驚悚,而且主觀上認為這多半對人健康不利,但後續的研究發現,這些基因的存在有利有弊,首先許多病毒基因序列是被封閉的,不會表達,這是人體的保護機制,但除此之外,部分內源性病毒基因,參與了哺乳動物的演化過程,還和哺乳動物的生育息息相關,影響哺乳動物的胎盤發育,是妊娠不可缺少的基因,而它們進入我們的身體的歷史也相當古老了,至少在幾百萬年之前,這些病毒侵襲了我們的老祖先,並參與了老祖先進化成人類的漫漫旅途。它們究竟該算外來的異物還是應該算成構成人體的一個部分,現在成了一個哲學問題。因為,它們依然保留著許多病毒的特性,否則科學家也就不會把它們從人類基因組的資訊中發現它們的蹤跡了。是的,我們每一個人,都是轉基因人,是被眾多逆轉錄病毒轉過基因。
當然,不僅人被轉了基因,事實上伴隨著我們解碼的動植物、微生物、病毒的基因組越來越多,這種透過病毒的攜帶方式,將病毒乃至別的物種的基因在自然界橫向傳播(自然轉基因;Horizontal Gene Transfer, HGT)的現象就越是平凡而常見,是自然界的運作方式之一,而毫無疑問這將改變我們對地球生態系統的認識,以及生物演化的驅動力和偶然性的重新思考。總之,萬物一體,這句話不再是純粹的玄言。
人工轉基因人工轉基因技術之所以能成為現實,依賴的正是天然轉基因現象。在研究植物腫瘤的過程中,農學科學家發現了罪魁禍首是一種細菌:農桿菌(Agrobacterium)。而它之所以誘發被感染的植物長出腫瘤的原因在於,它帶有一個很特別的DNA分子,這個分子能將自身整合到植物的DNA中去,這個分子被稱為T-DNA。
圖示:植物腫瘤。植物對腫瘤的耐受性比動物好許多,著名的根瘤,也是透過根瘤菌和豆科植物共謀的產物。
有了T-DNA和農桿菌,就有了一個人工轉移有潛在商業價值基因的利器。至於後面發生的事情,就不多述了。作為一種技術,它本身是中性的,至於為善為惡,依賴的是監管。就像交通規則對汽車行駛的管理一樣,而歐洲對轉基因技術的抵制,無論初衷和真實的原因是什麼,但的確也促進了這個行業的許多管理制度的建立和成熟。但人們其實很有偏見,並沒有對所有農業技術都要求同樣的安全度和監管制度。比如,對於雜交的產物,僅僅因為這項技術很古老,很常見,因此人們似乎就認為雜交是不會有風險的。但 實際上則不然,雜交產物由於將兩套從未合作過的基因組放到同一個細胞中,其結果的不可測和不可控性遠遠超過轉基因產物。要知道現在的審批制度下,轉入多個基因的產品幾乎不可能透過嚴苛的安全審查,但雜交的時候可是引入了數以千萬的新基因。
圖示:利用農桿菌的T-DNA,將特定的基因轉移到植物中去的流程。目前常見的候選轉移基因如:BT基因,這個基因產生的蛋白對鱗翅目鞘翅目昆蟲有毒,也只對這兩類昆蟲有毒。轉基因技術在農業上的運用,轉BT抗蟲棉是早期產品之一。這種新棉花,大幅度的降低了棉農的辛苦程度,同時節省了農藥的使用量,並間接提高了產量,如今在全世界的種植面積也很高。
回覆列表
從這幅圖可以看出,雜交技術和轉基因技術本質上是一樣的,只不過轉基因技術更先進。不過這幅圖有一點不太準確,雜交雖然得到了想要的目標基因,但是也會轉入一些非目標基因,也就是雜交的最後一幅圖不應該是除目標基因外全是黑色,還應該有一些紅色。也就是說談安全性的話,轉基因應該比雜交更安全,畢竟他只轉入了我們想要的目標基因。