像玉米、似小麥--奇異的雜交

來源：《科技日報》

    遠看像玉米，近看像小麥，它到底是什么？

　　乍看像玉米，仔細一瞧像豌豆，它又是什么？

　　……………

　　小麥和玉米，豌豆和玉米，這些絲毫不相干的作物，卻能夠孕育出新的物種，你信嗎？

　　可，這一切在深圳的一家實驗室和陜西蒲城的一塊鹽堿地變成了現實。

　　奇特雜交

　　深圳實驗室：毫不相干的物種組合出各種奇特植物

　　在深圳一家實驗室，一株玉米長得彎彎曲曲，既像玉米，又像豌豆，這就是豌豆和玉米雜交的后代；一個玉米棒上，子粒有玉米粒的顏色，卻長著似小麥的顆粒，這是小麥和玉米雜交的后代……

　　有人肯定想到了是雜交。對，這就是雜交，但我們一般說的雜交往往都是同一個物種之間不同品系進行雜交，比如說雜交玉米、雜交水稻、雜交小麥，這都很正常，但是跨物種之間的雜交，絕對是讓人耳目一新。從遠處，看似一個玉米，走近卻發現，它和玉米存在著極大區別，每一顆子粒，都有著小麥粒的明顯特征，這讓每一個看過的人不由地感嘆，小麥、玉米各自劃歸到不同屬種。它們怎么能夠雜交，并且繁育出下一代呢？讓人更吃驚、更奇怪的是大白菜和蘑菇的結合，一個是菌類，一個是長葉的植物，這兩樣東西怎么可能雜交在一起呢？但這樣的奇跡就是發生了，雜交后的白菜葉子已不再鮮綠。

　　陜西蒲城鹽堿地：昔日不毛之地，今日綠色一片

　　在深圳實驗室里，孕育出的奇特植物，只是實驗的一小部分，就在陜西蒲城縣，大片鹽堿地卻長出了莊稼。在陜西蒲城，10多萬畝的鹽堿地，常年以來，多數都荒著，可是從2007年起，卻有一塊地種起了玉米。在另一塊鹽堿地里卻長著貌似水稻和高粱的奇特植物，說它是水稻，可它終生都生長在旱地里，即便在水稻關鍵的抽穗期間，這種植物也不需要灌水，這就是水稻和耐干旱的高粱雜交的后代。

　　過去，鹽堿地因為過高的鹽分濃度，只有極個別的草能夠耐鹽堿而生長，而此時，鹽堿地里長出大片的莊稼，這麥粒樣的玉米，和終生都不用灌水的旱稻，一系列的不可思議，讓人迫切去探尋它背后的神奇和故事。

　　專家連線

　　朱培坤：深圳市百綠生物染色體雜交研究所所長

　　記者：因何結緣跨物種作物雜交？

　　朱培坤：30年前，我還是復旦大學一名教師。那時，上海的青菜都受到了病毒性疾病的威脅。更為嚴重的是，當時的人們，對于這危害蔬菜的病毒性疾病束手無策。青菜得了病毒性疾病，就像人得了癌癥一樣。雖然可以研發出相應的藥物，達到一定的治療效果。但是，給青菜用上抗病毒藥物，那青菜的價格就會大漲，結果只能讓上海的百姓更吃不起青菜。我當時就有一個想法，是不是可以改變這個蔬菜的遺傳結構，從而使得這個病毒無法感染。

　　記者：是什么神奇的方法，讓青菜帶上了大蒜味？

　　朱培坤：通常說的基因和分子雜交，是單基因或多基因雜交，而我們采用了染色體片段雜交。對于這種跨種間植物雜交方式，就是想辦法把它們的細胞壁砸掉，然后讓細胞液融合在一起，這樣就能夠完成雜交過程。說起來簡單，做起來太不容易了，讓兩個非親非故的物種，大蒜和青菜進行雜交，就相當于要把油和水融合起來。

　　就這樣思考、探索、實踐，走過了足足20年。直到2001年，我似乎找到了游刃有余的辦法，將染色體剪裁一塊，放到所需要的物種中，讓它去影響新的物種。

　　記者：效果怎樣？

　　朱培坤：當大蒜和青菜雜交成功以后，我做過一個實驗，把傳播病毒的一個重要載體蚜蟲，放到這個雜交成功的大蒜青菜的葉面上，蚜蟲就拼命跑、拼命逃。大蒜和青菜本是兩個風馬牛不相及的物種，可我居然讓青菜帶上了大蒜味兒。

　　記者：20年后，怎么想起將玉米和豌豆、玉米和小麥聯系起來了？

　　朱培坤：豌豆是雙子葉植物綱，玉米是單子葉植物綱，它們只是同屬于植物界，單就種子來說，豌豆的種子可以分開兩半，而玉米種子就是一個整體。豌豆的一些性狀特征比較明顯，特別它是彎彎曲曲的，這樣，更容易觀察到下一代是否遺傳了豌豆的特征。另外它的營養含有豐富的豆科蛋白。于是，把豌豆的染色體剪輯一段，放到玉米的細胞中，讓它在玉米的體內生存、生長，以便產生一個既具備豌豆特征，又具備玉米特征的后代。

　　記者：產量咋樣？

　　朱培坤：跨物種雜交，似乎前途一片光明，可是，一粒雜交后的種子，再次種植下去，卻只能結出少量的種子。找來找去，原來是被動了手術的細胞里，染色體的排列混亂了，無法發揮全部功能，只能結出少量的果實。通過外在的刺激，加快了細胞內染色體各自歸位的速度，更有秩序，再次種下去的果實量就有了大幅度提高。

　　黨高冰：陜西省浦城縣農業技術推廣中心主任

　　記者：豌豆-玉米、小麥-玉米組合在鹽堿地里長勢咋樣？

　　黨高冰：比想象的好，過去，在鹽堿地里幾乎寸草不生，自從2007年開始種這種新的組合，現在鹽堿地里一片綠油油。神奇的是，鹽堿地不需經過任何洗鹽，曬鹽等處理，直接播下這些特殊的種子，長出來的植株遠看像玉米，但顆粒又不像玉米，有點像小麥和豌豆的籽粒。

　　記者：種子像玉米還是小麥？

　　黨高冰：像小麥的顆粒。這種奇特的組合，以玉米為受體，小麥、豌豆、大米草為供體，將小麥、豌豆、大米草等作物的染色體片段導入玉米種子體內。出苗后，既表現出玉米的形狀，又像豌豆苗一樣彎彎曲曲。籽粒卻像小麥的顆粒一樣飽滿圓潤。

　　記者：這些新組合物種的口感和營養價值如何？

　　黨高冰：吃起來的口感也不單純是玉米的味道，而有幾分小麥和豌豆的香甜，營養價值也比玉米高出了一些。我們曾經做過一個實驗，將普通的玉米顆粒與豌豆?玉米組合的顆粒放在一起去喂鴿子，鴿子先吃掉的是豌豆?玉米組合的顆粒，而剩下普通玉米顆粒。將豌豆?玉米組合的顆粒磨成豆漿，口感比單純玉米糊好了許多。西北農林科技大學的專家教授檢測發現，這種組合的營養價值也比普通玉米高。

　　謎底揭曉

　　染色體片段雜交圓了不同物種間“聯姻”的夢

　　原來，朱教授是用染色體雜交的方法，把一種植物細胞中染色體片段導入另外一種植物的細胞，讓兩種不同種類的染色體在一定條件下，在同一細胞中發生雜交，產生新型的雜交染色體，培育出新的品種。通過這種方法，把耐鹽堿地的大米草和玉米進行染色體雜交，培育出適應鹽堿地的大米草?玉米，在陜西得到大面積推廣。

　　這種跨種間的雜交，到底有什么好處？

　　其實人類這么多年來一直在進行嘗試，如果能夠更多、更好實現生物之間的這種跨種雜交，也許會培育出來一批新東西，這種東西沒準會具備什么抗病、抗倒伏、抗寒、抗饑等等諸多的好處，也許為今后改善我們的食物結構，改善品系，為我們提供更清潔的能源等很多方面能夠提供幫助。

　　■ 名詞解釋

　　染色體雜交育種技術

　　在一定的條件下，將不同供體來源的染色體或染色體片段導入受體植物細胞，分化培育成雜交植株的一種超越傳統遺傳育種與分子生物技術育種的一種新發明和新技術。它克服了植物遠緣雜交不親和限制，使不同種、屬、科以及親緣關系更遠的植物類型間進行雜交成為現實。

　　■ 相關鏈接

　　在人類出現以前，花粉雜交就已經發生了，因為風、昆蟲都能實現花粉傳播，也許恐龍叫一聲，或者尾巴翹一翹都有可能使得植物的花粉飄落。但花粉雜交，多數只能解決同一物種間雜交的問題，因為花粉的柱頭有識別的功能，它不會讓非親非故的東西進入到自己的領地，即便進去了，也會把它殺死。可是朱培坤相信，不同的物種間是可以雜交的，也許在自然界中，原本就存在讓人驚詫的雜交方式。（趙英淑）