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

  • 习近平同俄罗斯总统普京共同会见记者

独家策划

推荐阅读
2026年亚太经合组织(APEC)贸易部长会议将于5月22日至23日在江苏省苏州市举办。苏州高新区镇湖绣娘姚琴华、岳琰创作的苏绣作品《朱荷图》《太湖一梦入姑苏》也一同展出。一根丝,在绣娘手中可以绣出江南山水;在现代工厂里,也可以进入高端面料、工业材料、绿色纤维和全球供应链。
2026-05-21 09:35
残障群体对无障碍环境建设最为敏感、利益最为攸关,但其话语权也相对较弱。不断完善相关法律体系,以充分保障残障群体在无障碍环境建设中各项权利。
2026-05-21 09:33
光,是宇宙中最神秘而又最常见的存在。从彩虹与翅膀的启示,到光子晶体与超材料的设计,人类在光学材料上的探索不断深化,实现了从“理解自然之光”向“设计与驾驭光”的飞跃。
2026-05-21 09:31
全球气候变化加剧,干旱灾害频发,正威胁世界粮食安全。
2026-05-21 09:30
2026年5月21日至23日,中国科学技术馆在河南省科学技术馆举办“全国科学家故事馆校众创展演活动”。
2026-05-21 09:27
近日,中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩率领团队自主研制的一对多动目标微波无线传能地面验证系统取得重大突破,在百米级距离实现了千瓦级的直流输出功率,直流—直流传输效率达到20.8%,波束收集效率高达88.0%。
2026-05-20 09:42
5月18日,随着“雪龙2”号凯旋,中国第42次南极考察圆满落下帷幕。
2026-05-20 09:37
逛一座馆,见证玻璃工业百年变迁。参观工业博物馆,一件件展品记录的是中国制造的发展史,是从落后到并跑、领跑的奋斗史。让我们以工业博物馆为支点,撬动工业旅游这个大市场,以工业文化涵养制造强国建设。
2026-05-20 09:34
近日,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称天津工生所)糖生物合成与绿色制造攻关团队的研究成果被期刊接收。
2026-05-20 09:27
天津市河西区陈塘庄街道社区的医生向我们反馈,预警模式实现了高危人群的精准干预,社区脑卒中发病率与复发率明显下降。
2026-05-20 09:16
“雪龙2”号极地科考破冰船18日抵达上海,这标志着中国第42次南极考察圆满结束。
2026-05-19 09:54
5月18日,中国第42次南极考察圆满结束。中山大学共有4名老师参与本次任务——大气科学学院教授韩博,遥感科学与技术学院副教授梁琦、叶玉芳、王绍银。
2026-05-19 09:53
“琅琊”海洋大模型现已在国家海洋环境预报中心部署测试运行,实现实景应用。这意味着,这个从青岛走出的AI模型,开始真正为国家海洋预报工作贡献力量。
2026-05-19 09:52
打破传统学科分立格局,发挥工科见长优势,以工程需求催生基础研究、以基础研究赋能工科升级。
2026-05-19 09:50
如今,人工智能正在深刻改变着各行各业。多所大学已将人工智能通识课纳入培养方案,面向全体学生开课
2026-05-19 09:49
在5月15日发表于《细胞》的一项研究中,科学家将从菠菜中提取的光合作用系统移植到小鼠眼中,它能够将光转化为携带能量的分子,从而有效抑制炎症。新加坡国立大学的生物纳米技术专家邢阔然(音)和同事开展的这项研究受到了海蛞蝓的启发,后者能够从藻类中窃取光合作用的机制。
2026-05-18 09:19
标志着奶山羊生物育种迈入世界前列。
2026-05-18 09:14
每一针疫苗、每一瓶点滴,在进入人体前,都必须跨过一道生命红线。
2026-05-18 05:15
利用场景化教学将教室小课堂延伸向社会大课堂,让思政教育“走新”更“走心”。
2026-05-18 05:15
近年来,在应对全球气候变化、保障粮食和重要农产品稳定安全供给基础上,我国积极推进农业农村减排固碳,系统构建气候韧性农业科技战略体系,
2026-05-18 04:05
加载更多