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农作物遗传改良中的自然辩证法刍议


  摘要 应用自然辩证法的观点,论述了农作物生产中农艺性状的遗传改良思路,以期使植物遗传育种工作者有所启迪。
  关键词 农作物生产;遗传改良;自然辩证法
  中图分类号 S-02 文献标识码A文章编号1007-5739(2008)11-0244-01
  
  农作物生产的目的是期望获得高品质的目标产量,自然辩证法思想贯穿整个农作物生产过程,对作物遗传改良和农业可持续发展起着关键的作用。
  
  1遗传性状与自然环境
  
  遗传性状的研究主要包括基因和染色体两个方面的内容,其也是基因组研究的的重要内容。生物技术研究中常提到的基因组学是遗传物质DNA本身的全部碱基对进行测序。在研究中如果把主要精力和投资仅花在对DNA的测序方面,而不对其基因之间的不同组合、作用状态、持续时间和强度以及在某种外界环境共同作用下进行分析测定,那么基因控制遗传性状的表达就明显存在许多问题。
  植物界中,有许多重要遗传表型是完全不同的。以往众多的基因测序中发现,在差异较大的生态环境下生长的同一个种,即使是差别很少数的几个基因或某个基因,其植株外形上却表现出巨大的差异。这就是不同环境因素下各基因表达方式以及对其他基因进行调节的形式上可能是完全不同的缘故。在现代育种实践中,可以探讨不用转入外来物种的限定性DNA的方法来培育作物,而是通过模拟植物在进化过程中的自然演变来操作植物本身的DNA的表达形式,如要培育一种阔叶的遗传性状的某种农作物,首先要明确是否考虑农作物耕种的地方,治理严重的杂草问题,利用阔叶把杂草遮蔽掉,使杂草生长受到抑制或成为弱势状态,以利于农作物的自然生长,而不是人工铲除杂草。现代农业要发展生态农业,要求育成品种能生产出无公害以及绿色食品,并且能够在自然生态条件下存在优势生长的显著特性,这是对育种工作者们提出的新的自然育种观念,是农业可持续发展要求育种方法上的革新。
  
  2遗传改良与辨证思想
  
  遗传改良是以自然界客观规律为模板,能够在自然界中自由循环并维持动态平衡,达到农业生产高效的目的。
  2.1培育作物具有高效利用水分的特性
  影响农作物的目标产量的若干因子中,作物的需水量是一个重要因子。旱地农作物一般在干旱条件下有一定的抗旱性和耐旱性,可以稳定地生长,对水分胁迫不敏感,但若在有雨水的条件下,又是一种对水分敏感的类型,就可以快速生长,积累更多的生物学和经济产量。因此,在旱地作物的遗传改良中,要协调好抗旱和高水分利用效率的辨证关系,通过苗期抗寒抗旱驯化,再通过增加穗重和有效成穗率,以此达到抗旱和高产的双重目标。
  2.2建立多样性的生物类型
  生物多样性使生物和谐发展,农作物能够高效利用自然资源。生物多样性表现在以下三个方面:一是培育作物种类的遗传多样性;二是保护天敌种类的多样性;三是利用茎尖组织培养,繁育出脱毒作物原原种苗。生物多样性的重大意义证实了生物个体是环境中和谐共处大家庭中的成员,合理的生物类型结构是维持生物系统动态平衡的基础。例如,在作物栽培中,利用不同水稻品种进行混播和间作套种,能够成功地进行稻瘟病的防治;不同地区,合理布局种植不同抗病性小麦品种,可以遏制小麦锈病大区域流行;在棉田里套种玉米、大豆、烟草等农作物,可减少象鼻虫的危害;利用不同作物进行轮作倒茬和间作套种,可以减轻自然灾害。
  2.3科学认识转基因植物
  当今转基因植物无处不在,但怎么去认识还是一个值得思考的问题。一个是自然的转基因植物类型。在人类还没有真正认识到植物的有性杂交之前,生物界亲缘关系较近的种类通过自然的自交和异交进行转基因,演化出了许多生物种类,通过物竞天择,优胜劣汰,由此推动了生物由低级到高级的进化,这是自然界最普遍的现象。目前全世界广泛栽培的六倍体普通小麦,就是在自然条件下通过传统的育种方法将野生二倍体的小麦和野生二倍体的斯卑尔脱山羊草的自然杂交,产生了野生四倍体的二粒小麦,再与另外一个野生二倍体方穗山羊草进行自然杂交,产生的六倍体小麦经过人工择优驯化和栽培而获得的。一般自然杂交的作物可以通过选育苗期生长势强、表现抗旱和抗病抗逆等优良基因的类型。另一个是遗传工程育种方法,是现代育种技术。由于物种间有很强的生物隔离机制,通常很难得到亲缘关系比较远的杂交种,通过人工有目的地利用生物的花粉管通道法,根癌农杆菌、噬菌体等和理化细胞融合法、基因枪法等非生物转基因技术,有针对性地定向和定量改良生物某些性状。如金色稻(golden rice)就是一个最有代表性的转基因例子,它是将微生物的维生素A合成基因转到水稻中,进行分子设计育种,进行基因组装得到的。现代育种方法具有缩短育种改良周期,提高育种效率的重要作用。对于不同生物种类,不同条件可以采用不同的遗传改良方法,因地因时制宜,合理利用各种育种技术,开展生物遗传改良的研究,选择自然转基因还是现代育种技术,都要思考对食品和健康、对环境和对生物多样性安全问题,怎样才能节约资源、高效利用并和谐发展,值得人们进一步思考。
  
  3结语
  
  自然界是一个综合系统,只有在稳定发展和动态平衡的生态环境下,生物多样性的存在才有可能,农业生产的发展和稳定才有可能。
  
  4参考文献
  
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