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世界無人做到,耗時15年突破生殖隔離,中國實作龍眼和荔枝雜交

作者:胖福的小木屋

我們吃貨大國的農業科學家們,又“整新活兒”了!世界上第一個龍眼與荔枝雜交的新品種,“脆蜜”在大陸誕生!

這在全球還沒有誰做到過,龍眼和荔枝雜交究竟有多難?

世界無人做到,耗時15年突破生殖隔離,中國實作龍眼和荔枝雜交

生殖隔離是什麼

不同物種的個體一般不會交配、即使交配也不會生出有生育能力的新個體。這實質上是一個生殖隔離的層次問題。即不同物種間的隔離首先表現為行為上的隔離( 不同物種間不會發生性興趣) ;其次是遺傳隔離。遺傳隔離又依親緣關系的遠近分為合子前隔離( 不同物種的精和卵不能形成合子 ‚如:雞兔的精卵就無法結合) 和合子後隔離( 不同物種的精卵形成的合子不能正常發育或發育成的雜種個體沒有生殖能力 ‚如:騾子就沒有生育能力) 。

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不過,在植物物種間 ‚生殖隔離的作用似乎并不像在動物物種間那麼嚴格 ‚有些親緣關系較近的不同植物物種可以通過人工雜交的辦法産生介于二者之間的新物種。例如:用小麥和黑麥雜交可以産生兼具小麥和黑麥特性的自然界并不存在 的新物種—小黑麥。通過選育 ‚可以獲得兼具小麥豐産性和黑麥抗逆牲的小黑麥品系。這在農業生産實踐中具有重要意義。

全球都在研究荔枝龍眼的雜交種

而荔枝和龍眼是無患子科植物中最重要的兩種喬 木果樹 ‚由于樹體高大 ‚童期長 ‚遺傳組成高度雜合 ‚ 正常育種進展比較緩慢 ‚但自 20世紀80年代開始 ‚ 特别是90年代中期以來 ‚國内外果樹工作者對其進 行了大量的生物技術研究 ‚在細胞水準和 DNA 分子水準研究上取得了長足進步。

除此之外,農業學家認為,荔枝和龍眼分屬于無患子科的荔枝屬和龍眼屬,它們在果實成熟期、果實大小、抗逆性等方面帶有很多互補的有利基因,如果能将荔枝與龍眼的基因進行互相交流,将對 荔枝和龍眼的種質改良與創新産生深遠的影響 。

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是以從90年代開始,科學家就開始嘗試了荔枝和龍眼的雜交配種研究,龍眼和荔枝屬于遠緣雜交是指種間、屬間或親緣關系更遠的分類機關之間的雜交,可以突破種、屬界限的限制,産生豐富的遺傳變異,但是難度也非常大,比如月季和梨都是薔薇科的,你能想象月季上結出了梨嗎?

國外著名農學家Mcconchie 等曾經進行過荔枝與龍眼的屬間雜交研究,對比了荔枝和龍眼分别作為父本時,花粉在雌蕊柱頭的萌發情況 。結果表明荔枝作為母本,龍眼作為父本,授粉後花粉能夠萌發并生長到雌蕊子房内。

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脆蜜

而以龍眼作母本,荔枝為父本時,花粉管極少能生長到雌蕊子房内 。最終在荔枝為母本,龍眼為父本組合中獲得了 6 株實生苗, 并通過同工酶鑒定出了荔枝與龍眼的屬間真雜種 。

但是它們的實驗最終都沒有形成可以長久培育的新品種,龍眼和荔枝的雜交屬于世界性的難題,而華南農業大學的劉成明教授從2007年開始就在研究荔枝和龍眼的雜交工作。

中國成功實作

2007年的時候,以荔枝品種紫娘喜為父本,龍眼品種石硖 、早熟龍眼 、古山二号為母本,以及以紫娘喜為母本,石 硖 龍 眼 為 父 本,進行了遠緣雜交研究 。通過混合授粉和多組合雜交的方式,改善了屬間雜交組合的不親和性 。結果表明,在紫娘 喜×石硖 、石硖×紫娘喜 、早熟龍眼×紫娘喜以及古山二 号×紫 娘 喜 4 個雜交組合中共獲得雜交苗 35 株。

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這個是如何實作的呢?劉成明教授綜合運用了實體、化學和生物的手段,他們對荔枝的花粉進行了僞裝,科學家們在盛花期之前,在龍眼和荔枝剛開放的雄花上,采集花粉,然後将龍眼的花粉用紫外燈照射12小時以上,讓它完全失去發芽能力,再與健康的荔枝花粉混合,送到龍眼柱頭上,這時的龍眼柱頭被一種化學“秘方”迷惑了,還以為來的是龍眼,“被騙”的龍眼,就這樣成功獲得雜交苗。

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擁有雜交苗之後,沒有這麼容易就可以選育成一個新品種的,2010年,69株屬間雜種苗定植在華農校内基地。再往後,經過數年的栽培試驗,直到2014年,才最終優選出SZ52雜種優株。2015至2017年,團隊進行品比試驗和區域試驗。而直到今年,“脆蜜(SZ52)”終于通過了新品種評定的現場鑒定。這也就意味着,“脆蜜(SZ52)”已經可以進入量産階段。

位于從化鳌頭鎮水西村的脆蜜基地采摘期能持續至9月中旬,明顯延長了龍眼的鮮果供應期,産量可以達到4000~5000公斤,而随着未來的進一步推廣,脆蜜醬進入尋常百姓家。

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“脆蜜”同時具備荔枝果肉鮮嫩的特征,它的果實近圓形,果皮呈黃綠色,果實較大,平均單果重11.5 g。而它的果肉較厚、呈蠟黃色,可食率70.8%,糖度高達20-24%,吃起來果肉嫩脆,完全無渣,且風味清甜多汁,具有香氣。

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而且作為晚熟品種,“脆蜜”雜交的優勢令其擁有耐低溫、抗寒性強的特征,也就更容易實作高産穩産。除此之外,“脆蜜”以其晚熟性和抗寒性可以使龍眼産區北移,擴大産區,拉長産期,将來中秋節我們也可以吃上新鮮龍眼。

“脆蜜”的意義,不僅在于吃貨餐桌上的新突破,更是在于,當世界上所有人都說“不可能”的時候,還有中國的科學家,敢于站出來,并将這個“不可能”變成現實,

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雜交得來的品種對人有沒有影響

那很多人就很擔心,這樣的雜交會不會導緻水果基因突變,改變了自然法則,進而對人體有害。

那這完全是想多了,其實自然界存在許多的天然雜交現象,比如我們現在吃的普通小麥,就是天然雜交而來,大約50萬前,小麥屬的烏拉爾圖小麥和山羊草屬植物拟山羊草發生天然雜交,形成了野生的二粒小麥;大約8000年前,栽培的二粒小麥偶然與又一種野生山羊草屬植物節節麥發生天然雜交,并再次在生殖隔離前闖關成功,最終形成了異源六倍體的普通小麥。

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還有芸香科的柑橘家族以混亂不堪著稱,幾乎所有的種都是寬皮橘、柚和香橼這 3 個野生種的後代。這個家族幾乎任意兩個種碰在一起就能雜交,以至于雜交後代一大堆:柚和寬皮橘雜交産生了橙,寬皮橘和橙雜交又産生了柑,香橼和酸橙或柑雜交又産生了各種檸檬,柚和甜橙雜交又産生了葡萄柚......這在一系列的雜交種,存在這麼一個規律,即香橼隻當爸,柚子隻當媽,而寬皮橘既能當爸又能當媽。

雜交可以誕生更加适合的優勢群種,雜種優勢群是指 一 組遺傳基礎豐富 、共祖關系 密切 、主要特征特性趨向相近和 一 般配合力較強的 自交系類群 。每個雜種優勢群群内的 自交系互相雜 交,沒有明顯的雜種優勢,而不同雜種優勢群之間 自 交系互相雜交,則可能獲得強優勢組合 。 凡兩個可 獲得強優勢組合的雜種優勢群間的雜交方式稱之為雜種優勢利用模式,簡稱雜交模式。

我們最熟悉的雜交水稻就是如此而來,事實上,我們現在吃到的葡萄、蘋果、西瓜等等水果,都是農學家不斷選育而來,和它們在自然界的面貌早已大相徑庭,也正是因為有這些農學家的存在,我們才可以吃得飽、吃得好。

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