材料一
“种质”,是作物亲代传递给子代的遗传物质。“作物种质资源”,又称遗传资源、基因资源,它蕴藏在作物各类品种、品系、野生种和近缘植物中,是改良作物的基因来源。
在人类文明发展的历史中,有三个基因影响了禾谷类作物驯化和改良的进程。
第一个是控制种子落粒性基因。野生稻的特性是种子成熟后就掉到土壤里,这对人类收获种子很不利。我们的祖先在偶然的情况下发现了一两个因基因突变而导致种子成熟不落粒的野生稻植株,并对这样的植株进行了驯化,最终培育出人类最重要的粮食作物之一——水稻。
第二个是矮秆基因。20世纪五六十年代,全球面临粮食短缺和饥饿的威胁。以诺曼·布劳格为代表的育种专家给作物引入了矮秆基因,提高了植株的抗倒伏能力,改变了茎秆叶片和种子的比例,提高了种子的产量。通过引入这个基因,很多粮食作物的品种得到了改良,大大缓解了粮食危机。
第三个则是中国杂交水稻的雄性不育基因。袁隆平院士和他的研究团队在20世纪六十年代把一个来自中国海南岛的普通野生稻植株中的雄性不育基因转移到了栽培稻上,探索出杂交水稻的大规模制种方法,带来了一场杂交水稻革命,使水稻产量大幅度提高。
种质资源在人类的生存、发展以及整个文明的进程中都起着非常重要的作用,关乎我们的未来。正如“时代楷模”、复旦大学教授钟扬所说:“一个基因可以拯救一个国家,一粒种子可以造福万千苍生。”
(取材于卢宝荣的相关文章)
材料二
随着人口数量的增加,粮食问题已经成为世界性问题。促进农业可持续发展,需不断提高粮食单位面积产量,而良种选育是提高粮食单位面积产量的首要方法。优质品种选育主要依靠遗传基因的多样性,而种质资源的多样性是丰富遗传基因的基础。
目前,物种消失的速度比物种自然灭绝的速度快许多倍,这些种质资源一旦从地球上消失,就难以重新创造出来。在地区气候变化、产业结构调整、城市化建设等因素的影响下,生物遗传多样性已大幅度减少,品种单一化程度日趋严重,这必然增加农作物对病虫害抵抗能力的遗传脆弱性。一旦发生新的病害或寄生物出现新的生理小种,作物就会失去抵抗力,最终可能导致病虫害严重进而危及国计民生。
克服作物遗传脆弱性的关键是在育种过程中更多地利用种质资源,扩展新品种的遗传基础。全球1400多家种质资源库应运而生。种质资源库利用仪器设备控制贮藏环境,长期贮存作物种质,发掘和收集各种农作物品种种子,科学地加以贮藏,使种质在几十年、甚至数百年之后仍具备原有的遗传特性和很高的发芽力。为了满足发展需求,人类需要不断发展新作物,地球上有记载的植物约20万种,而人类已利用的植物资源还很少,种质资源库的建设对发掘植物资源、发展新作物有很大帮助。
从资源保护的角度看,种质资源本身没有绝对的“好”与“不好”之分。可能很多资源现在用不上,储存起来会沉睡若干年,但也许在未来的某一天,育种方面有某种新需求,或者要对抗某一种病害,资源库里最不起眼的一份资源,会成为扭转乾坤的关键。
(取材于何桂明、李越、张蕾等人的相关文章)
材料三
农安天下,种为基石。在世界范围内,生物育种技术正不断取得新进展。伴随着航天技术的发展,航天育种技术也日渐成熟,能在较短的时间内大大提高农产品的品质,创造出许多新品种。其技术原理是利用太空的γ射线、X射线或其他辐射源诱使植物种子的生物遗传物质发生改变,再通过人工选择性培育,按照人类的需求筛选出优良品种。
当前全球育种业竞争的制高点是利用基因编辑技术进行农作物育种。专业人士认为,杂交育种、诱变育种、转基因育种属于育种技术的2.0或3.0版本,而基因编辑技术可称为现代育种技术的“4.0版本”,颠覆了已有的遗传改良技术路径,改变了选育效果。例如,基因编辑与转基因技术相比,二者的相同点是都对生物体的基因造成了改变,但不同点也很明显。如果以修改文章作类比,那么转基因就是把一大段话插入文章,而基因编辑相当于只对一个或少数重要词语做了修改,这种修改对文章总体结构没有大的影响,但文章关键部分的意义却发生了变化。
生物育种是种业创新的核心,强化农作物种质资源的深度挖掘,突破前沿育种关键技术,培育战略性新品种,实现种业科技自强自立,是我国打赢种业翻身仗,牢牢把握粮食安全主动权的根本保障。
(取材于杨超、宋晓东、顾鸢等人的相关文章)