“克隆种子”来了!科学家利用基因编辑,成功在水稻、高粱等作物上实现“无融合生殖”,能100%复制母本的优良性状。这意味着农民可以自己留种,终结年年购买昂贵杂交种的历史。
一场作物繁殖方式的革命正在酝酿中。最早于下个月,澳大利亚东部试验田中将播种一种具有突破性基因特质的高粱作物。这些植株将采用"无融合生殖"技术,完全绕过有性繁殖过程,在每个花穗中直接产生数千颗基因完全一致的克隆种子。
无融合生殖是自然界中存在于300多种植物的繁殖机制,但从未在主要粮食作物中实现。昆士兰大学领导的"高产计划"通过基因编辑技术,成功将这一机制引入高粱作物。该研究获得盖茨基金会和跨国种子公司科迪华(Corteva Agriscience)的支持,旨在解决传统农业面临的关键挑战。
无融合生殖的核心优势在于“固定杂种优势”。传统杂交种子虽能增产,但后代性状分离,需每年重新制种。而无融合生殖能使优良杂交种实现自我克隆,保证后代性状完全一致。这对小麦、大豆等难以杂交的作物尤为关键。
技术突破源于两大发现:一是操控减数分裂基因(如MiMe系统),使卵细胞携带全套染色体;二是激活孤雌生殖基因(如BABY BOOM或蒲公英的PAR基因),使未受精卵直接发育为胚胎。中国水稻研究所等单位通过基因编辑整合这些功能,已在水稻中实现95%以上的克隆效率,育性接近常规杂交种。
尽管水稻成果显著,但蔬菜、油料等作物的无融合生殖仍面临挑战。目前科学家正扩大基因工具箱,筛选苹果、黑莓等物种中的天然无融合基因。若成功,这项技术将像15世纪的印刷术一样,引爆作物多样性革命——全球农民都能获得适应当地气候、高产稳定的克隆杂交种子,特别是那些无力承担年年购种的贫困地区。