从海水稻看生物育种技术 姚光杰16307110199 袁隆平院士的杂交水稻理论上可以解决全球范围内几亿人的吃饭问题,提 高亩产或者开发新耕地似乎已经不是特别大的问题了,但是随着全球范围内现 代化进程的开展。城市化、能源作物、大型工厂对于耕地的占用使得粮食作物 情况不容乐观。 但是,地球上有许多诸如盐碱地、山地等不能利用或者难以利用的陆地面 积。据联合国教科文组织( UNESCO)和粮农组织(FAO不完全统计,全世界盐碱地 面积为9.54亿hm2。土壤盐碱化和次生盐碱化问题,已经成为世界灌溉农业可 持续发展的资源制约因素。‘如果可以将这些目前“荒芜”的土地加以利用,或 者部分加以利用,产生的效益不容小视。而海水稻便是其中一项举措 技术原理 传统育种技术,是在一个生物种群中,有各种各样的基因保留在不同的个 体之中,而通过杂交等方式,发生基因重组(还有一种情况是发生突变,但不 受人控制),如图中便是发生交叉呼唤,使得基因随机分配。可以将对人类有益 的基因人为地组合在一起,从而形成一种新的基因型。 A a B b 王志春,孙志高等.中国盐碱地资源与可持续利用研究门干旱地区农业研究.200523(2):154-15
从海水稻看生物育种技术 姚光杰 16307110199 袁隆平院士的杂交水稻理论上可以解决全球范围内几亿人的吃饭问题，提 高亩产或者开发新耕地似乎已经不是特别大的问题了，但是随着全球范围内现 代化进程的开展。城市化、能源作物、大型工厂对于耕地的占用使得粮食作物 情况不容乐观。 但是，地球上有许多诸如盐碱地、山地等不能利用或者难以利用的陆地面 积。据联合国教科文组织(UNESCO)和粮农组织(FAO)不完全统计,全世界盐碱地 面积为 9.54 亿 hm²。土壤盐碱化和次生盐碱化问题,已经成为世界灌溉农业可 持续发展的资源制约因素。1如果可以将这些目前“荒芜”的土地加以利用，或 者部分加以利用，产生的效益不容小视。而海水稻便是其中一项举措。 技术原理 传统育种技术，是在一个生物种群中，有各种各样的基因保留在不同的个 体之中，而通过杂交等方式，发生基因重组（还有一种情况是发生突变，但不 受人控制），如图中便是发生交叉呼唤，使得基因随机分配。可以将对人类有益 的基因人为地组合在一起，从而形成一种新的基因型。 1 李彬, 王志春, 孙志高,等. 中国盐碱地资源与可持续利用研究[J]. 干旱地区农业研究, 2005, 23(2):154-158
而每一种基因的“好坏”需要在特定的环境之中才能加以评判,例如常规 种植的作物,如小麦等,对于株高的要求是尽量低,这一方面可以减少生长所 用的能量,尽量使能量利用在结实上,另一方面,还可以抗倒伏,这时,矮杆 便成了优秀的基因。但是对于一些特殊作物,例如本文提到的海水稻,株高过 低的话可能在海水倒灌时被淹没而死亡,这时,“高身高”又成为了一种优势。 而现代育种技术可以利用人工对基因进行转移筛选,也就是转基因技术, 通过人工选择目标基因,进行提取进而转入相应作物中,达到想要的效果。 T广 TI CRT R T4A A TILGAILGGR TTA RLIE TAG ARCAG TTTAAGE GASATEGCGAGAAR EERATL GGATLLLRA -LLCO LARGCTAATT GRLLRR ATLLRATR EGRATLTL GATEEGG A TTRGGTTTLL GAATCTEL-052 所以育种的原理概括来说就是在特定的环境中,将特定的“优秀”基因集 合起来从而产生适应环境且高产的性状 技术应用 细胞内有特定的渗透压,而盐碱地环境下渗透压过高,以至于植物体内的水 分会被吸出以至于无法正常生长甚至死亡。而一些个体中带有抗盐碱的基因,使 其能够在盐碱地环境中生长,通过偶然发现的一株野生型海水稻,将其抗盐、抗 碱基因提取出来,再加以杂交,对后代进行一次又一次的筛选,从而可以得到符 合人们需求的优质品种。 “主要考虑到我国耕地资源不多,却有不少盐碱地。”袁隆平解释。目前, 我国内陆还有15亿亩盐碱地,其中有2亿亩具备种植水稻潜力,我国咸水湖 泊储水总量超过淡水湖 本刊综合.海水稻让盐碱荒滩变良田门.发明与创新大科技,2016(12)
而每一种基因的“好坏”需要在特定的环境之中才能加以评判，例如常规 种植的作物，如小麦等，对于株高的要求是尽量低，这一方面可以减少生长所 用的能量，尽量使能量利用在结实上，另一方面，还可以抗倒伏，这时，矮杆 便成了优秀的基因。但是对于一些特殊作物，例如本文提到的海水稻，株高过 低的话可能在海水倒灌时被淹没而死亡，这时，“高身高”又成为了一种优势。 而现代育种技术可以利用人工对基因进行转移筛选，也就是转基因技术， 通过人工选择目标基因，进行提取进而转入相应作物中，达到想要的效果。 所以育种的原理概括来说就是在特定的环境中，将特定的“优秀”基因集 合起来从而产生适应环境且高产的性状。 技术应用 细胞内有特定的渗透压，而盐碱地环境下渗透压过高，以至于植物体内的水 分会被吸出以至于无法正常生长甚至死亡。而一些个体中带有抗盐碱的基因，使 其能够在盐碱地环境中生长，通过偶然发现的一株野生型海水稻，将其抗盐、抗 碱基因提取出来，再加以杂交，对后代进行一次又一次的筛选，从而可以得到符 合人们需求的优质品种。 “主要考虑到我国耕地资源不多，却有不少盐碱地。”袁隆平解释。目前， 我国内陆还有 15 亿亩盐碱地，其中有 2 亿亩具备种植水稻潜力，我国咸水湖 泊储水总量超过淡水湖。2 2 本刊综合. 海水稻:让盐碱荒滩变良田[J]. 发明与创新:大科技, 2016(12)
因此优秀的海水稻大量种植显得尤为重要。 技术优缺点 海水稻育种技术优势十分明显,可以将之前几乎被废弃的土地利用起来产 生一定的经济效益,从而使得粮食问题得到更好的解决。而且,海水稻在滩涂 地生长不需要杀虫剂,除草剂等化学药物,也不需要施加化肥,因此是天然绿 色食品。由于生长地特殊,海水稻的营养成分也比较特殊,多项指标优于普通 白米,特别是在矿物质含量以及膳食纤维上更是出类拔萃。由于硒含量高于普 通稻米5倍,海水稻整体看来显淡红色。 但是,海水稻目前正处在试验阶段,产量还达不到预期水平,无法大规模 种植,农民的种植积极性不高,有些地方种植后甚至收不回成本。所以,提高 产量是目前十分迫切的需求 总体来说,海水稻还有很长一段路要走,这其中也需要科研人员的不懈付 出,期待海水稻量产的时代尽快来临。 参考文献 [1]李彬,王志春,孙志高,等.中国盐碱地资源与可持续利用研究[J」 干旱地区农业研究,2005,23(2):154-158 [2]本刊综合.海水稻:让盐碱荒滩变良田[J].发明与创新:大科技, 2016(12)
因此优秀的海水稻大量种植显得尤为重要。 技术优缺点 海水稻育种技术优势十分明显，可以将之前几乎被废弃的土地利用起来产 生一定的经济效益，从而使得粮食问题得到更好的解决。而且，海水稻在滩涂 地生长不需要杀虫剂，除草剂等化学药物，也不需要施加化肥，因此是天然绿 色食品。由于生长地特殊，海水稻的营养成分也比较特殊，多项指标优于普通 白米，特别是在矿物质含量以及膳食纤维上更是出类拔萃。由于硒含量高于普 通稻米 5 倍，海水稻整体看来显淡红色。 但是，海水稻目前正处在试验阶段，产量还达不到预期水平，无法大规模 种植，农民的种植积极性不高，有些地方种植后甚至收不回成本。所以，提高 产量是目前十分迫切的需求。 总体来说，海水稻还有很长一段路要走，这其中也需要科研人员的不懈付 出，期待海水稻量产的时代尽快来临。 参考文献: [1] 李彬, 王志春, 孙志高,等. 中国盐碱地资源与可持续利用研究[J]. 干旱地区农业研究, 2005, 23(2):154-158. [2] 本刊综合. 海水稻:让盐碱荒滩变良田[J]. 发明与创新:大科技, 2016(12)