点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:突破育种瓶颈,拓宽基因来源
首页> 光明科普云> 农业农村频道> 基因故事 > 正文

突破育种瓶颈,拓宽基因来源

来源:光明网2024-04-23 16:19

  “龙生龙,凤生凤”,这句谚语不仅是人们经验的总结,更是基因科学原理的印证。基因可以从亲代传递给子代,进行物种内的垂直传递。

  在自然界中也广泛存在自发的转基因现象,即不同物种之间基因的水平传递,从而加快物种进化和多样性的生物演变。比如原核生物细菌对抗生素产生耐药性,就是不同细菌个体间抗生素抗性基因交换的结果。

  真核生物烟粉虱的BtPMaT1基因是从植物中水平转移而来的,能将植物中的有害酚糖类物质转化为无害物质,形成其600多种植物寄主的广泛寄主适应性。

突破育种瓶颈,拓宽基因来源

烟粉虱利用植物源HGT基因BtPMaT1在中肠解毒植物酚糖

  高等植物中普遍存在异花授粉和天然杂交。异花授粉是指异株、异花以及不同无性系之间的授粉。植物在进化中产生了一些适应异花授粉的方式,比如雌雄异株(大麻、波菜)、雌雄同株异花(瓜类、玉米)和花柱异长等。

  植物界异花授粉主要是靠风力或昆虫,能产生遗传性丰富和适应性强的后代,形成了自然的基因转移和五彩斑斓的植物世界。

突破育种瓶颈,拓宽基因来源

蜜蜂的异花授粉

  土壤中的农杆菌是一种革兰氏阴性细菌,它能在自然条件下通过侵染植物伤口进入细胞后,可将一段转移DNA(T—DNA)转移整合到植物基因组中,是一种天然的植物遗传转化系统。科学家利用农杆菌创建出了大量转基因植物,植物转基因技术也因此而得到迅速发展。

  转基因技术是借鉴生物界普遍存在基因转移的原理,利用重组DNA技术将目的基因整合到目标生物体的基因组中,实现遗传物质的传递,创建具有新的遗传性状的植物。

  传统技术一般是在种内个体间许多基因的随机转移,不能准确预测后代表型,而转基因技术不仅借鉴与模仿了自然界中基因水平传递原理,还可以跨越物种“借”来特定的基因,拓宽了育种基因来源。

  因此,转基因技术突破物种间亲缘关系的限制,利用功能明确的基因进行品种性状的精准改良,破解传统育种难以解决的瓶颈问题,是对传统育种技术的发展和突破。

突破育种瓶颈,拓宽基因来源

  目前,转基因技术已成为农作物育种领域发展最快、应用最广、效果最佳的技术,尤其是在转基因抗虫、转基因耐除草剂作物的规模化应用,以及在增加作物产量、提高农民收入和保护生态环境等多个方面,都取得了显著的经济、社会和生态效益,为强农富农和促进农业发展注入强大的科技力量。

学术支持

中国农业科学院生物技术研究所

中国农业生物技术学会

保定学院

科普作者

张海文 中国农业科学院生物技术研究所研究员

配图制作

孙欣悦

阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平同美国总统特朗普举行会谈

  • 习近平为美国总统特朗普举行欢迎仪式

独家策划

推荐阅读
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研究团队联合国内多家科研单位,成功研制出1024个量子压缩态输入、8176模式的可编程量子计算原型机“九章四号”。
2026-05-14 09:49
当前,全球科技创新格局深度调整,科技成果转化已成为衡量国家创新体系效能的关键标尺。
2026-05-14 03:05
中国人对天宇的想象,自古便深沉而浪漫。在东华大学,科研人员将来自38万公里外的月球土壤化为一缕缕兼具柔性与强度的星际之丝。
2026-05-14 02:40
近日,中国科学院化学研究所研究员乔燕、王树团队联合国内外科学家,首次实现人工细胞的形态与功能不对称分裂,为理解类生命功能涌现和原始细胞形成提供了新路径。
2026-05-14 02:40
近日,国家网信办、国家发展改革委、工业和信息化部联合印发《智能体规范应用与创新发展实施意见》(以下简称《实施意见》),明确支持探索智能体在城市规划、建设与治理环节的规范应用,同时将智能体安全、可靠、可信作为产业发展的底线要求。
2026-05-14 02:25
“请帮我检索南京附近适合亲子旅游的路线”“我想买个电热水器,请帮我推荐几款实用的”……如今,越来越多的消费者开始将AI(人工智能)当作“随身消费参谋”。从规划旅游路线到挑选酒店民宿,再到日常购物选择,很多消费者习惯先问一问AI工具,再做消费决策。
2026-05-13 09:30
在这一过程中,颠覆性技术正由潜在变量转变为关键变量,成为重塑产业结构、重构竞争格局的重要力量。颠覆性技术具有“路径替代”特征,能够深刻改变产业格局。综上所述,未来产业发展呈现出“技术跃迁—场景转化—工程化扩张”的基本路径。
2026-05-13 09:22
搭载单核180个计算比特自主超导量子芯片的“本源悟空-180”量子计算机已上线运行,开始接收全球量子计算任务。
2026-05-13 02:30
2018年,厦大教师吴彩胜带着一群厦大青年来到这里。他们发现,当地的农副产品虽然产量不小,却因缺乏检测条件,面临“好产品难认证”的困境。
2026-05-13 02:20
浦江潮涌,惠风和畅。5月12日,第十二届亚太经合组织(APEC)食品安全合作论坛(FSCF)会议在上海举行。
2026-05-13 02:25
今年5月12日是第18个全国防灾减灾日,主题是“人人讲安全、个个会应急——提高防灾减灾救灾能力”。
2026-05-12 02:40
习近平总书记在加强基础研究座谈会上强调,基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总机关。
2026-05-12 02:40
当前,我国正处于加快建设教育强国的关键时期。教育作为强国建设、民族复兴之基,战略地位更加凸显,迎来了前所未有的发展机遇
2026-05-12 02:40
十年来,北京大学考古文博学院坚守初心、守正创新,聚焦学科、学术、话语、育人四大体系一体化建设,并以实践创新贯穿始终,让四者协同赋能
2026-05-12 02:40
回顾人类社会发展史可以发现,任何一个国家的崛起都伴随着思想文化的兴盛和知识体系的自主建构。
2026-05-12 02:40
搭载AI创作PPT、AI绘画设计等功能的智能4G无线语音鼠标,具备清洗、离心、分选、培养等功能的全自动细胞制备一体机,覆盖多层级智慧生活场景的AI智能家居……
2026-05-12 02:40
据《自然》报道,联合国正在考虑设立31项新指标,以“补充并超越”全球衡量经济增长的主要指标——国内生产总值(GDP)。古特雷斯当天在美国纽约联合国总部举行的启动仪式上发表讲话,称该报告“迈出了纠正衡量进展方面长期存在的盲点的里程碑式的一步”。
2026-05-11 08:59
在中国科学院空间科学(二期)战略性先导科技专项的统筹布局下,依托中国科学院建制化优势,院内多家单位协同攻坚,成功完成卫星研制工作。接下来,中国科学院计划通过天地联合观测,深入开展有组织、体系化的前沿研究工作,解决一批国际公认的科学难题。
2026-05-11 08:58
面对质疑,路战远和团队天天扎进地里,一边在示范田讲技术,一边用实打实的产量说话。为了把技术讲清楚,路战远团队还自掏腰包,筹集经费40多万元,设计编撰了一套《保护性耕作技术·蒙汉对照》科普画册,把复杂的技术画成生动的漫画,让17万户农牧民看着漫画、学习技术。
2026-05-11 02:45
日前从中国科学院西北高原生物研究所获悉,全球唯一聚焦高寒、高海拔、强紫外特殊生境的专业化种质资源平台——青藏高原生物种质资源库
2026-05-11 03:15
加载更多