选择性育种:农民如何改善食物

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更新于 Mon Dec 14 2020

数千年来,农民一直通过一个叫做选择性育种 的过程来调整农作物和牲畜的特性。

选择性育种如何发挥作用?

  • 农民选择具有理想特性的亲本,并将它们一起繁殖。
  • 他们从后代中再次挑出那些具有理想特征组合的作物,这一过程持续进行好几个世代
选择性育种

农民想要什么样的特征呢


通过选择性育种,农民们将野生动植物转化为我们现代使用的农作物和牲畜。

过去,农民必须依靠外表来进行选择性育种。如今,农民使用更高效、更科学的育种技术。在我们研究这些技术之前,让我们来看看特征是如何在分子层面上从一代传给下一代的。

特征是如何从一个生物体传递到另一个生物体的?

就像人类一样,动植物也从它们父母那里继承特性。这些特征被编码在它们的脱氧核糖核酸:几乎每个活细胞内都有的一种分子

脱氧核糖核酸和基因

生物的DNA总和称为其基因组。基因组分成被称作基因的区域,而每种基因都包含DNA的序列号。 DNA分子由一系列分子组成,这些分子告诉细胞如何制作具体蛋白质。 换言之,DNA的作用就像一套指令,让细胞能够集合所有生物的建筑模块!

我们从父母身上继承了一半的基因。然而,我们继承的基因的具体组合几乎完全是随机的。这意味着DNA与每一代都会被混合起来。

脱氧核糖核酸继承

是什么控制着我们是否会继承一个特定的特征


有些特征由许多不同的基因控制,我们可能不会全部都遗传。即使我们确实继承了某一特定性状的所有基因,我们也不一定会表现出来,因为许多性状也会受到我们环境 的影响

那么,理解DNA在农业中有什么用处呢?

现代技术如何改进选择性育种?

现代基因技术使农民能够识别出控制理想性状的特定基因。一旦被识别,这种基因就可以在植物或动物的后代中被追踪到

标记辅助选择育种

通过这些技术,繁殖者可以快速识别出哪些生物体具有理想的遗传特性,而无需等它们成年并表现出特定的特征。这对于难以测量的特征尤其有用,比如抗病性,或者主要受环境控制的特征

这也意味着我们可以同时识别多个基因。这让选择由多个不同基因控制的特征或具有不同特征组合的生物体变得更加容易

然而,即使有了这些分子工具,选择性育种也只能让我们走到目前为止。

选择性育种有什么局限?

在大多数情况下,一个特征只有在一个物种中已经存在时才能被培育进一个群体里。因此,选择性育种受到现有遗传变异的限制

这就是为什么在自然界中保持遗传多样性很重要的原因之一:在野生近缘物种中发现的特征可以培育成农作物,以帮助它们在不断变化的气候条件中生存

然而,即使某一特征的基因已存在于群体中,并且很容易遗传,选择性育种仍然是一个缓慢的过程,因为它需要经过多代的挑选

选择性育种需要很长时间

也可能很难从不那么理想的基因中分离出目标基因。换句话说,如果一个生物体继承了理想的基因,它很可能也会继承不那么理想的基因。

结论

几千年来,农民一直在篡改农作物和牲畜的脱氧核糖核酸以改善它们的特性。现代遗传技术使选择性育种的过程变得更快、更精确。然而,即使有了这些进步,选择性育种仍然是一个需要经过许多代的缓慢过程。

但是如果我们可以改变农作物和牲畜的脱氧核糖核酸,而不必依赖好几代的选择性育种呢?下一章!

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