雜交水稻也能留種了，怎麼做到的？_風聞

引言：許多反轉轉基因、基因編輯技術的人士用的最多的一個理由是“轉基因作物不能留種”，可事實是如此嗎？事實上，只有使用雜交技術的作物才無法留種，因為雜交的種子會在次代產生嚴重的性狀退化和丟失的問題，因此雜交留種得不償失。那有什麼方法可以解決這個顧慮嗎？答案還真有——

轉基因不能留種的謠言在觀網評論區時不時就會冒出來

文丨飛雪之靈

雜交是一項歷史悠久的育種活動，能夠利用雜交優勢獲得具有良好農業性狀的植株。但是雜交後產生的F1代通常性狀良好，然而其自交產生的下一代則良莠不齊，究其原因，就是因為在減數分裂和受精過程中，發生了性狀分離，使得雜合體的優良性狀不能完整的遺傳給下一代。因此，對於雜交作物必須年年制種——尤其對於水稻這種自花授粉的作物來説，制種是比較繁瑣和困難的。袁隆平的貢獻也正是發明了較為高效的雜交水稻制種法。

那麼，有沒有可能讓雜交水稻通過克隆的方法來維持性狀呢？理論上是可行的，但是通常植物的克隆操作涉及到組織培養，這是一個更耗時費力的過程，用在水稻上得不償失。最好的方式是，讓雜交水稻能自身通過無性繁殖產生種子，這些無性繁殖產生的種子，就能保持雜交水稻的性狀，並且不用費時費力去制種了。想法雖好，但是要實現必須克服兩個難題：

**1 要能留種，胚是必須要發育的。**然而通常情況下，胚的發育是需要受精過程的。所以必須想辦法繞過受精，讓卵在未受精狀態下就能發育。

**2形成卵細胞要經過減數分裂，而減數分裂就會造成同源基因的分離和重組。**因此必須想辦法繞過減數分裂。

加州大學戴維斯分校的研究團隊首次破解了水稻無法留種的關鍵基因

幸好，科學家們找到了解決的方法。科學家們發現，其實在受精後胚珠的發育，其實是依靠一個基因BBM1（baby boom1，名字很形象）的激發的。有意思的是，在花粉精子中BBM1是有表達活性的，而在未受精的卵細胞中BBM1則不表達。在自然條件下，花粉精子中的BBM1表達產物，在受精後會激活卵子BBM1的表達，從而開啓胚發育的過程。可見，BBM1的存在，其實是植物控制“胚發育一定要在受精後進行”的保險措施。

那麼這就簡單了，通過轉基因以及基因編輯手段，科學家們讓卵細胞中的BBM1直接就能表達，那麼這個時候，不需要受精過程的發生，卵細胞就能發育成胚——也就是幼小的植株。

不過要注意，卵細胞是單倍體細胞，即使它能夠繞過受精過程發育成胚，產生的植株也是單倍體，因此必須還要繞過減數分裂這個難關。好在，科學家們發現，只要利用基因編輯技術敲除水稻中的三個減數分裂相關基因，就能讓水稻的生殖原細胞的減數分裂變成有絲分裂——這個過程被稱為MiMe，取的是兩種分裂英文名的詞頭。通過這一過程，卵原細胞在形成卵子的時候，不會發生重組和同源染色體分離，同時維持二倍體倍性。

因此，將改變BBM1表達模式改變和MiMe技術結合起來，所產生帶有S-Apo（合成性單性生殖）特性的雜交水稻，就可以利用這種類似無性繁殖的過程來產生種子，從而維持其雜種優勢的特性。這一結果可以説是科學家們追求了20多年的目標。

---------------點評---------------

反轉控最愛説的一句話是：轉基因作物不能留種。但事實上，不僅轉基因作物可以留種，而且能夠幫助不能留種的雜交作物來留種。科技的進步不僅僅是洪流，更是一個一個的巴掌~~~

參考資料：Imtiyaz Khanday, Debra Skinner, Bing Yang, Raphael Mercier & Venkatesan Sundaresan, A male-expressed rice embryogenic trigger redirected for asexual propagation through seeds, Nature（2018）

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