都重生了,全能一点怎么了? 第150节
张伟此话一出,现场瞬间响起了一片嘈杂的叹声,虽然都是些语气词,但无不带着质疑与不屑!
现场的这些,可都是杂交水稻的专家,其中不乏有好几个是世界顶级的,要是到了东南亚那些种大米的国家,能被当成国宝供着的那种。
不夸张的说,要说对杂交水稻的研发,杂交水稻研究中心的这些专家敢说世界第二,没有人敢说世界第一!
就算是美国研究水稻的专家,到了中国的杂交水稻研究所,是龙也得趴着,是虎也得卧着!
当着这么多世界顶级杂交水稻专家的面,张伟竟然敢去谈杂交水稻的研发,这摆明了是在鲁班面前班门弄斧嘛!
一瞬间,会场内不少人都用一种轻蔑的目光望向张伟。
在分子生物学方面,你是个专家,这一点我们承认。
可是在杂交水稻方面,伱有什么资格在我们面前装大尾巴狼?是谁给你的勇气?简直是狂妄自大,不知道天高地厚!
科学研究,隔行如隔山。像这种研究分子生物的人,整天泡在实验室里,怕是连农田都没下过吧?
水稻幼苗和韭菜,你都未必能分得清楚,还好意思跟我们讲杂交水稻?
老者身边有人更是轻声问道:“这个基因剪刀技术,他已经讲的很明白了,要不然今天的汇报会,就到这里?”
老者却摇了摇头:“先别急,既然把人家请来了,人家也准备了汇报材料,不妨听听他会讲些什么。”
……
讲台上,张伟继续展示下一张PPT。
“通过基因剪刀,科研人员能够精确地在水稻基因组的特定位置进行编辑,包括引入新的基因、消除某些基因或修改特定的基因序列。
所以我认为,基因剪刀在杂交水稻中的应用主要体现在对水稻基因组的精准修饰,以改善水稻的性状和提高其抗逆性。
接下来我举如下几个例子,假设水稻的某个基因会使得水稻在干旱条件下容易受到损害。我们可以利用基因剪刀,精确地剪切这个不利的基因,并可能替换为一个更具抗旱性的基因版本,从而增强水稻在干旱环境下的生存能力和产量。
假设有一种病害对水稻产量构成严重威胁,如白叶枯病,我们可以修改水稻中与抗病性相关的基因,增强其对该病害的抵抗力。
再比如在产量方面,我们可以通过基因剪刀,可以改良水稻的光合作用效率,增加叶片的光合面积或提高光能转化效率,从而提高水稻的产量。
除此之外,我们可以通过编辑水稻的基因,改良水稻的株型,使稻穗更加丰满,粒数更多,水稻的产量自然就增加了,亩产一千公斤不是梦!”
张伟喊出亩产一千公斤这个口号,顿时令现场响起了一片骚动声。
杂交水稻亩产一千公斤,是整个杂交水稻研究中心的梦想。
但是在2005年,普通的杂交水稻在试验田里的亩产,也不过800多公斤。
袁隆平院士亲自主持研究的超级杂交水稻项目,也是到了第四代的Y两优900,才超过了一千公斤的亩产量,而那时候已经是2014年了。
此时还是2005年,水稻亩产量距离一千公斤还有很大差距,听到张伟画出“亩产一千公斤”的大饼,老者也忍不住有些动容,没办法,这张饼的诱惑实在是太大了。
讲台上,张伟继续说道:“除了产量之外,基因剪刀也可以用来改善稻米的口感、营养价值和贮藏性能。我们可以编辑与稻米淀粉合成相关的基因,改变稻米的质地和口感,可以让大米吃起来更加松软,也可以更有嚼劲。
可以通过修改与稻米蛋白质和维生素含量相关的基因,来提高稻米中蛋白质和维生素的占比,这样生产出来的大米,就更具有营养价值。
另外我们还可以用基因剪刀,增强水稻的耐冷性,只要修改与水稻耐冷性相关的基因,就能使其在低温条件下仍能正常生长和结实。这将有助于扩大水稻的种植范围,提高寒冷地区的粮食产量。
我们还能优化水稻的植株结构,通过编辑与水稻分蘖和株高相关的基因,可以培育出分蘖力强、株高适中的水稻品种,这样可以让水稻更加适应密植和高产的栽培方式。
我们甚至可以利用基因剪刀,实现水稻的无融合生殖。只要剪掉与减数分裂相关的基因,那么F1杂交水稻的种子可以克隆自身,产生遗传上与母本完全相同的后代,从而避免了传统杂交育种中F2代性状分离的问题。”
随着张伟越讲越深入,现场也逐渐变得鸦雀无声。
原本那些不屑的表情,渐渐的变成了惊讶,随后又变成了震撼!
张伟说的这些,有的人压根没想过,而有的人即便是想到了,也从来没有想的这么有深度!
像是抗病性、抗旱性、抗寒性等因素,现场有不少专家都曾经想过。
改善光合作用,改善植株结构,改善口感等等就鲜有人能想到了。
最关键的是张伟最后说的那一点,利用基因剪刀实现杂交水稻的无融合生殖,现场是真的没有一个人能想到这一点!
但对于杂交水稻而言,这偏偏是最重要的一点!
种子是农作物的根本,所有针对农作物的研究,根本目的就是要培养出更好种子。
然而杂交水稻的育种,几十年来始终都无法绕过性状分离这个问题。
杂交的性状分离这个概念,初中生物课本讲显性性状和隐性性状时就讲过,当时课本里用豌豆来举例。
有的豌豆开红花,有的豌豆开白花,其中红花是显性性状,白花是隐性性状。
开红花的豌豆与开白花的豌豆杂交,结果第一代全部都开红花的,因为红白相结合,只能表现红色的显性性状。
然后将这些豌豆花自行授粉,等到第二代豌豆,会四分之三开红花,四分之一开白花。因为会有四分之一完全是白花的隐性性状。这种现象就是性状分离。
性状分离放在杂交水稻的育种上,就意味到了第二代育种,就会出现一批与第一代不同的性状,也就会有部分种子跟第一代不同,从而使得种子的整体质量变差。
而且随着育种代数增加,性状分离现象会越来越多,种子的质量也会越来越差。
要不然现代农业,都是要从种子公司买种子呢。农民自己育种,种出来的农作物只会一代不如一代。
不是因为种子公司为了赚钱故意使坏,而是过不了生物学这一关!性状分离决定了农民自己育种,质量会越来越差。
而张伟所提到的使用基因剪刀,解决性状分离,从而让水稻实现无融合生殖。
如果能成功的话,等于是解决了杂交水稻最大的一个难题!
这可是杂交水稻的核心问题,自从杂交水稻诞生之日起就无法解决的问题,而且无数的科研人员想破了脑袋,都想不到该用什么方法来解决这种问题。
如今,张伟却提供了一种解决问题的方法。先不说这种方法最后能不能成为现实,单说有这么一种方法,就已经算是杂交水稻研究的重大突破了!
此时现场众人望向张伟的目光,跟几分钟前完全不一样了!
你是优秀的分子生物学家,我们承认!但万万没想到,你对杂交水稻,也有这么深刻的理解!
不说别的,就这个解决性状分离的办法,你就有资格来杂交水稻研究中心,装一次大尾巴狼,而且我们还得扮演哈士奇,配合你的表演。
本来以为你是跑到鲁班面前班门弄斧,不知天高地厚。
可你没说自己是墨子啊!
大家都是农工巧匠,谁也不比谁差!
第187章 百折不挠,终能拨云见日!
对于现场这些研究杂交水稻的科学家而言,张伟所说无疑是科幻电影照进现实。
在此之前,想要提高水稻的产量、抗旱性、抗病性等性状,主要是靠人工选择,挑选更优质的植株进行育种。
但这种育种方式无法跨过生物的自然生长规律,时间很缓慢,而且随机性很大。因为性状分离的原因,你无法保证优秀的植株,到了下一代依旧同样优秀。
但有了基因编辑技术就完全不同了,可以直接从基因层面上改变水稻的性状,原本很多无法实现的构想,都可以通过基因编辑来实验。
也就是说,杂交水稻的研究,从原来的研究植物,直接上升为研究分子生物。
此时,会场内已然陷入到一片寂静当中,即便这里每个人都是杂交水稻的专家,可对他他们来说,张伟刚才所介绍的那些,的确是太过于超前了,他们一时间还没有办法消化这么多信息。
这是一群还在使用传统授粉育种方法来培育杂交水稻的人,突然告诉他们,过去的传统人工选择育种方式可以抛弃了,现在能够用基因手段来直接改变杂交水稻的性状,他们的确是有些反应不过来。
等于是让歼7飞行员坐进了歼20的座舱,即便是最王牌的歼7飞行员,也得琢磨琢磨仪表盘上的那些东西是干什么的。
见到会场内的众人是这副反应,张伟颇为满意的点了点头,这正是他想要的效果。
中国的杂交水稻有三代,第一代杂交水稻,就是当年袁隆平院士克服种种困难,最终在1973年成功研发出来的那一款。
当时袁隆平院士的团队,在海南发现了一株雄性不育野生稻,就是后来鼎鼎大名的“野败”,然后以此为基础选育出了第一代杂交水稻。可以说后来所有的杂交水稻,都是这一注野败的孩子。
第一代的杂交水稻,比当时的普通水稻增产20%左右,这在当时而言已经是非常了不起的数字了。就这20%,便足以让很多家庭填饱肚子。
1980年,国家开始研发第二代的杂交水稻,第二代杂交水稻是以光温敏核不育系为遗传工具的两系法杂交稻,1995年研制成功,随后杂交水稻研究所有不断的优化,培养出了一系列优秀的品种。
相较于第一代杂交水稻,第二代杂交水稻在产量、品质和抗性等方面都有所提升。
但第二代的杂交水稻的研制,还是使用的传统方法,基本还是靠一代代培养,选取人类所需要植株进行杂交。
简单的说,就是选取优良形状的个体,对不同的基因型进行组合,寻找最佳的配对方案。这其中并不涉及基因编辑。
在2005年,中国还处于第二代杂交水稻的研制阶段。
第三代杂交水稻的研发,始于2010年,当时申报的课题就是利用遗传工程雄性不育技术,研发新一代杂交水稻。基因编辑就是研究最基本的技术手段。
在此之前,不是没有科学家想到用基因编辑手段去研发杂交水稻,但当时的锌指核酸酶技术太贵了,一次实验要5000美金,想要出成果,还不知道要烧多少钱。
一亩地多种几十斤大米,才能多卖几个钱?有这研发成本,我直接去外国进口粮食喽!
直到2010年前后,转录激活样效应因子核酸酶技术出现,大大的降低了基因编辑的成本,这才让使用基因编辑研发杂交水稻有了可行性。
而真正让三代杂交稻研发走上快车道的,正是基因剪刀技术出现以后。
未来第三代杂交水稻的性状改善和抗逆性改变,用的都是基因剪刀技术。
随着研究的深入,基因剪刀的作用也越来越明显,科研人员也发现了很多基因剪刀的最新使用方法。
张伟刚才所说的那些,正是后世科学家们摸索出来的研究方向。
放在十几年后,第三代杂家水稻已经研发出来了,张伟所说的这一套,不过是入门级的介绍而已。
然而在2005年,第二代杂交水稻都还有改进的空间,张伟所说的这些东西,已然超越了这个时代的理解,真的有一种看科幻片的感觉。
片刻后,逐渐有人琢磨过来,彻底明白了张伟刚才所讲的内容。
而当他们明白过来以后,那一张张惊讶和迷茫的脸上,纷纷浮现出了激动的色彩。
有了这种基因编辑技术,等于是不需要一代代的去挑选优秀的植株,不需要去一代代的授粉和育种,只要待在实验室里,改变一下杂交水稻的基因序列,就可以研发出更优秀的品种。
更高产、更抗旱、更抗病虫害,甚至可以实现无融合生殖,这是之前想都不敢想的事情!
而且还可以根据各地的不同的气候和土壤情况,针对性的对基因进行调整,有些地方天气比较干旱,就增加抗旱的基因;有些地方土质盐碱性比较强,就可以增加抗盐碱的基因。
甚至有可能研发出适应海水环境的水稻!
这一点,对于那些小国来说,意义或许不大,但是对于中国这种大国而言,却非比寻常。
小国地域狭小,全国可能就一种土壤,一种天气,报天气预报的时候一句话就能把全国的天气预报讲完。
但大国不一样,相邻的两个省份,一条河流的两侧,气候差异都会很大,更别说是南北差异了。
全国各地的土壤土质更是天差地别,土壤的类型、质地、养分含量以及土壤的形成过程,完全不一样。
像是长江流域,土壤多为冲积土,这些土壤通常比较肥沃,含有较高的有机质和矿物质养分,有利于水稻的生长和高产。
就比如长江三角洲地区,河网密布,地势低平,土壤质地细腻,富含有机质,是典型的水稻土。
而在一些丘陵山地地区,比如东南沿海,土壤可能以红壤、黄壤为主,这些土壤相对较为贫瘠,养分含量较低,需要更多的肥料和土壤改良措施来提高水稻的产量。
华北地区是黄土地,东北地区是黑土地,当然这两个地方种的不是杂交水稻。
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