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插图 苏盼盼 |
在西方神话中,诺亚为了应对大洪水,打造了一艘巨大的方舟,在每种动物中选了一公一母保存在方舟里。大洪水过后,人类靠着这些动物重建了家园。自从农业诞生,我们就在不断地驯化、改造着自然中的动植物甚至微生物,获得一个个农业品种。诺亚保留下来的这些动物资源,反映了我们人类掌握的这些物种的基因总和,是一种对农业、工业、医学都不可或缺的资源,我们现在称之为“种质资源”。
传说里的诺亚选择一公一母作为保留对象,在如今看来显然是不够的,就算它们不会意外伤亡,也不能反映物种的基因多样性。到了现代,我们对遗传学、育种学的研究已经非常深入,因此也建成了一艘艘新的“末日方舟”,能够更科学地保存这些种质资源,那就是“种质库”。
不过,新的种质库比方舟可先进太多了。这些库里并不只有活体物种,还可以保留动物的体细胞、精子、卵母细胞和胚胎等。诺亚方舟里没有专门储藏植物种质资源的“船舱”,而现代的作物种质库,就可以保留耐低温、耐干燥的作物种子,比如我国的国家作物种质库。
另外,还可以借助分子生物技术,把物种的遗传信息转入细菌中,让它们拥有这个物种的全部遗传信息并繁殖下去,这就是“基因文库”。这种细菌就像方舟里的小小舱室,只不过这个舱室里藏着一个不断繁殖的世界。
从前,我们想要获得优秀种质,只能通过种植养殖—收回产品—选育良种的过程。现在,在这些技术的辅助下,我们还可以再进一步,让种质资源不再是被动地存档,而是可以主动、高效地改造它们,获得更多的优良品种,这个过程就是“种质创制”。
物种交流曾经给我国带来许多优秀的农业资源,比如汉代张骞出使西域,以及发现美洲后的全世界物种大交换。但传统育种不但过程漫长,频繁的引种也带来了疫病、物种入侵,以及本地传统品种的衰退。而在这条大船上,我们可以更有计划地选育新的物种。
从分子层面看,种质创制要做的绝不只是得到一代又一代生物的表现型,也不是记录下每一代优良品种的DNA信息就万事大吉。每次选育时,除了基因组信息外,所有生物的表观遗传信息、基因被转录后的信息、合成蛋白质和其他代谢产物的信息,也都被严密地控制着。
因此可以说,种质创制其实是一个动态的、发展的整体,是一艘活着的、正在乘风破浪的方舟。