玉米“修煉記”

單少杰

你喜歡吃玉米嗎？玉米的做法很多，可以蒸著吃、煮著吃、烤著吃還可以做成爆米花、煮成玉米粥。如今，玉米產量已經超過了小麥和水稻，在世界農作物中坐上了頭把交椅。今年7月份，湖南農業大學瀏陽基地科研玉米被盜一事在網上引起了廣泛的討論。湖南農業大學那些被盜的玉米棒子為什么會引起軒然大波呢？今天就讓我們來好好講講玉米“修煉記”。

找不到祖先的玉米

在很久很久之前，久到我們的祖先還是原始人的時候，世界上還沒有大米、黍子、玉米這樣的農作物，有的只是一些能結籽的雜草。機緣巧合之下，人們發現這些雜草的種子居然能吃，只是吃起來不太方便，比如種子容易掉落、不夠飽滿等。于是，他們就開始注意收集那些好吃、方便吃的種子，然后再播種到地里，從收獲的新種子里再挑選符合他們心意的種子。如此周而復始，這些雜草也就一點點地被人類馴化，變成了今天挺拔茁壯的農作物。

可以說，每一種農作物都有一個“雜草”祖先。通過研究，科學家們已經找到了小麥、水稻的祖先，但科學家至今不能確定玉米的祖先是什么。有的科學家認為，玉米的祖先跟小麥、水稻的祖先類似，是一種原始有稃野生玉米（稃是指小麥等植物的花外面包著的硬殼）。這種玉米的種子上有殼，玉米棒外面的苞葉不多，吃起來既不好吃也不方便，而后人通過不斷篩選、改良，才讓它變成了今天的樣子。

還有的科學家發現，墨話哥有種大芻草和摩擦禾都和玉米長得很像。特別是大芻草，當地人都叫它墨西哥玉米。玉米就是它們共同的祖先孕育的。不過有些科學家則認為，玉米的祖先是一種原始野生的大芻草，這種大芻草跟現在的大芻草類似，只不過它們種子熟了容易掉。于是，美洲土著人就主動去收集、種植那些不容易掉籽的，最終培育出了現代玉米。

也有科學家認為，大芻草確實可能是玉米的祖先，但它不是被人們培育出來的，而可能是因為寒冷、病毒、支原體或半知菌類的作用，發生了異常突變，讓大芻草在極短的時間內發生了很大的突變，產生了很多突變后代，其中一種因為可以吃，才被美洲土著人青睞，進而被培育成了今天的玉米。

這些觀點都各有道理，但是誰都沒有有力的證據支撐自己是完全正確的。所以，玉米的祖先究竟是什么，科學界的爭論一直都存在。爭議雖在，但玉米就是在美洲土著人的手里變得神奇起來。15世紀末，哥倫布發現了美洲大陸后，玉米跟隨他一路來到歐洲，并迅速在世界范圍內受到廣泛歡迎。

改造玉米的一百種方法

玉米雖然這么受歡迎、種植面積這么廣，但它也不是完全沒有缺點，比如有的玉米不抗病、不抗風，有的不耐儲藏，有的特別嬌氣，在貧瘠、干旱的地方難以成活，這些都需要玉米繼續“修煉”。

條條大路通羅馬，普通玉米變成品質優良的玉米的“修煉”方法也不止—條。最常用也是最原始的就是雜交育種技術：如果你想要—棵又高又多產的玉米，只要找到—棵很高的玉米，再找—棵多產的玉米，讓它們之間授粉，結出的種子就有可能種出又高又多產的玉米。為什么是“有可能種出”呢？因為雜交育種技術并不能保證你需要實現的特點一定能被后代遺傳到，而且為了驗證是否成功地實現了預期目的，只有把種子種下去，等它結籽了才知道，所以雜交育種技術的效率特別低。

不過，如果已經有了一棵又高又多產的玉米，想培育出更多又高又多產的玉米，那么可以用單倍體育種技術。它是用花粉、胚株等只有一套染色體的植物組織器官，通過染色體加倍方法制造一個染色體完整的植物組織細胞，進而培育出一株新的玉米。單倍體育種技術可以讓優質的基因組合在后代里不分家，保證了好品質的傳代。而且，配合雜交育種技術，它可以實現玉米的高效培育。但是，這種技術還有一定的隨機性，因為我們不能確保我們想要的基因百分百還存在，那還有更有效的辦法讓玉米“升級”嗎？

當然有！現代分子生物學的發展讓我們對基因有了更深的認識，也有了更多操縱基因的方法。成本最低的一種方法就是誘變育種技術，它利用的是化學誘導劑、人工輻射、空間誘變等物理、化學因素可以引起基因突變的原理，讓玉米種子或組織經過一定的處理發生突變，從而有機會產生新的性狀。然后再通過人工選擇，篩選優良變異的植株。那些跟著宇宙飛船上過天的各種植物的種子就是在宇宙射線的作用下進行的育種。不過，這種“修煉”方式有一定的隨機性，我們還需要更高效的方法來讓玉米“修煉”。

這時，分子標記輔助育種技術出現了，這種技術將一些有標記作用的分子與特定的基因進行綁定，這樣當我們獲得了新的種子后，只要檢測有沒有標記分子，就能知道新種子里有沒有我們需要的基因。如此一來，我們不需要再將玉米種子種下去等它結籽就能預估它的樣子了。如果你覺得這種方法還是慢，那么還有分子設計育種技術（科學家們可以先設計好他們想要的基因型，然后有的放矢地選擇玉米進行雜交）。

如果還是不滿意培育出來的玉米，或者異想天開想讓玉米結出蘋果，那么還有一種終極方法可以用——轉基因育種。轉基因技術可以通過生物技術手段實現跨物種的基因轉移，讓玉米擁有別的生物的基因，從而培育玉米的新品種。

除了上述方法，還有一些正在發展的新技術，比如新型不育系技術、表型快速鑒定評價技術、基因編輯技術等，它們都能讓科學家如虎添翼，實現普通玉米的“進化”。

新品種玉米也要“身份證”

成功地培育出了新的玉米品種，就能立刻種下去造福人類了嗎？當然不行。在它進入市場前，還要為它申請一張“身份證”——農作物新品種審定證書。有了這個證書，你才能證明它是新品種玉米，才能上市賣。

那么，如何申請這個證書呢？

首先，要確認新品種玉米與已有的玉米有明顯區別，要保證玉米的形態特征和生物學特性一致、遺傳性狀穩定、具有符合《農業植物品種命名規定》的名稱；其次，要對新品種玉米進行試種，確認它在實際種植中能跟其他品種的玉米表現出明顯的差異；最后，還要提交一大堆的文件，比如它的親本組合以及雜交種的親本血緣關系、選育方法、品種比較試驗報告、轉基因檢測報告等。

總之，培育新品種玉米難，為它申請一張“身份證”也不簡單。之前新聞里湖南農業大學瀏陽基地的科研玉米被盜，就是發生在申請“身份證”這個階段。他們被盜的玉米是新品種的原種，這種種子有無限潛力，偷了它的人可以一直播種、收獲，而研究出它的人因為還沒有上市銷售它，所以不能獲得一點利益。這就像還沒有上市、沒有被做復制限制的軟件被盜一樣，制作這個軟件的公司花費了大量的人力、財力，最終心血全被浪費。

正是因為“修煉”出一棵好的玉米如此之艱難，所以我們才更需要重視。我們也希望在未來的一天，科學家們能研究出更好的“修煉”方式，培育出更優良的玉米品種！