作物改良技术

为了帮助人们了解用于在植物中产生新性状的多种方法,Biology Fortified已创建了有关六种不同农作物改良技术的信息图,并举例说明了每种方法产生的农作物。

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六种作物改良技术

  1. 传统杂交
    几千年来,传统的杂交一直是改善我们作物遗传学的基础。通常,将一种植物的花粉放在另一种植物的花的雌性部分上,从而产生作为两个亲本杂交的种子。然后,植物育种者选择具有他们想要的有益性状的植物,以将其传承给下一代。苹果品种如蜜饯苹果就是这样开发的–数以千计的杂种树被制造,生长和测试,以发现一个新奇的新品种,并结合了以前不存在的基因。现代植物育种通常使用遗传标记来加快选择过程,并可能整合来自野生品种和密切相关物种的基因。 这是一些视频 关于植物育种者使用的不同技术。杂种只有在相同或紧密相关的物种中才能使用所需的性状,因此已经开发了其他技术来创建新的性状供植物育种者使用。
  2. 诱变
    在自然界中,新特性通常是通过自发突变而产生的。在过去的一个世纪中,这一过程被科学家模仿,他们使用了变异化学物质(例如 甲磺酸乙酯)或放射性以在植物中产生随机突变,然后筛选新的或所需的性状。有关诱变的更多信息,请查看 这个帖子。的Ruby Red和Star Ruby品种 葡萄柚被开发 使用 电离辐射。它们携带的突变使这些果实具有深红色。 本文 纽约时报》提供了许多其他使用这种技术开发的农作物的实例。
  3. 多倍体
    大多数物种有2套染色体:每对父母都有一组。这被称为二倍体。多倍体是多于2套染色体的发生。它可以自然发生,但多倍体 也可以诱发 通过使用化学品。这个 作物改良技术通常用于 增加水果的大小 或改变他们的生育能力。例如, 无核西瓜 它具有3组染色体,是通过将一个具有4个染色体组的西瓜与另一个具有2个染色体组的西瓜杂交而制成的,从而制成了一个具有3个染色体组的无菌西瓜,这在全世界的野餐爱好者中都非常高兴。马铃薯种还具有许多不同的染色体拷贝数,并且马铃薯育种者通常必须更改其品种的拷贝数以将新性状繁殖到其中(有关此过程的更多信息,请点击此处 )。
  4. 原生质融合
    当花粉中的精子细胞与花朵的卵巢中的卵子结合时,这就是将两个细胞融合为一个。原生质体融合是该过程的人工版本。可以通过融合原生质体将有益性状从一个物种转移到另一个物种(‘naked’没有细胞壁的细胞将植物融合在一起,并从新融合的细胞中生长出一种植物。通过这种方法开发的最常用的性状之一是物种之间雄性不育的转移。如果您有雄性不育植物,则可以更轻松地制作杂交种子–特别是对于花朵较小且难以杂交的植物。 从萝卜中将雄性不育性引入红甘蓝,因此更容易生产这种农作物的杂交种子。
  5. 转基因
    转基因是您将一个或多个基因完全从另一生物引入生物的过程。这通常涉及在试管中处理和修饰DNA本身,然后将其包装以将其插入新生物中。有几种方法可以引入新基因或‘transform’ a plant such as 生物弹药学 (“gene gun”), 使用 农杆菌 –将DNA插入植物或通过使用电力的天然生物– a process called 电穿孔。已经产生了具有许多有用特性的转基因植物,其中一些已经商品化。例如,木瓜用来自病毒的基因转化,该基因可以感染植物以使其对病毒具有抗性。其他特征包括抗虫性,除草剂耐受性和干旱耐受性等。这些的创造‘transgenic’即使基因可以来自任何其他物种,农作物也能起作用,因为遗传语言对地球上的所有生物都是通用的。来自相同物种的基因可以称为‘cisgenic’ or ‘intragenic’. 有关更多信息,请参见本文.
  6. 基因组编辑
    基因组编辑包括使用酶系统以指定的序列改变细胞的DNA。有多种可用于基因组编辑的系统,其中最有前途的是CRISPR-Cas9系统(有关基因组编辑及其工作方式的更多信息,请查看 这个帖子 )。 的 开发了磺酰脲(SU)耐除草剂油菜 使农民更好地控制杂草并 启用轮作。庄稼被创造了 使用获得专利的基因组编辑系统 快速特质发展系统(RTDS)。您可以想像地编辑任何农作物的基因组,以改变所需的任何基因,从引入新基因到 恢复‘natural’来自我们农作物祖先的等位基因.

这些方法中的每一个都有相同点和不同点,并且某些方法在某些特征上比其他特征更有效。他们每个人都修改了植物的基因组成,以便将有用的性状结合在一起以改善农业。所有这些都具有在农场上种植并产生收益的示例,所有这些示例都可以以一种或另一种方式获得专利,并且所有这些示例都会产生意想不到的后果。

但是,在社会和政治上,对这些方法的产品的区别很大。这些技术引入的变化与健康和环境安全法规辩论中的处理方式不符,而有关标签的政治辩论也被称为事实。 “Frankenfood Paradox.” 例如,与诱变相比,转基因产生的变化和意外后果要少得多(看这篇文章),而诱变通常在政治讨论中被接受和忽略。

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  • 引文: Layla Katiraee,Karl Haro von Mogel。作物改良技术。版本1.0。 Biology Fortified,Inc.,2015年7月17日。
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