科普：不能留種的作物都是轉基因的嗎？_風聞
鹰击长空-黑名单专治乌贼、反智、喷子、谣棍和杠精2020-01-22 11:49
流言： 不能留種的種子都是轉基因的，轉基因種子都是不育的。農民千百年來都自己留種，不能留種是對於農民的剝削。
真相： 能否留種可以作為判斷種子是否是轉基因的標準嗎？其實，作物能否留種只取決於育種的方式，和轉基因技術沒有關係。使用了雜交技術、利用了雜種優勢的種子就不適合留種。並非所有不能留種的種子都是轉基因種子，從技術角度來説，轉基因作物也並不是都不能留種，只是在一些國家，由於存在法律協議，讓農民不要留種。
種植業生產中種子是非常重要的。
好的種子意味着長出來的作物抗蟲抗病抗旱抗澇性強、產量高，育種產業的核心就是如何選育出擁有優良性狀的種子。目前世界上很多優良作物品種都是通過雜交育種的方式培育出來的，這些雜交種子有一個很顯著的特點：就是它們的後代不適合再次投入生產中，也就是常説的“不能留種”。有人説這樣就剝奪了農民的種子主權，還有人將其與轉基因技術聯繫了起來。這真的是種子公司的陰謀嗎？和轉基因技術又有什麼關係呢？
我們先來了解一下雜種優勢有關的知識吧。
雜種優勢及雜種優勢利用
為什麼要採用雜交育種呢？最重要的原因是雜交育種可以產生雜種優勢。雜種優勢是指兩個基因型不同的親本雜交以後得到的後代優於親本的現象。所謂親本，比如你的父母就是你的親本，而你是他們的子一代。這裏所説的優於親本並不是説雜交後代各方面都比親本好，也不是指雜交後代一定會有滿足人類需要的性狀，雜交後代優勢的表現還需要結合具體器官的具體性狀來分析。因為雜交後代有這樣的特性，人類在農業生產中廣泛開展着雜種優勢利用的實踐。
與一般的科學技術發展“先理論、後應用”不同，雜種優勢是在經過人類漫長的應用之後才開始由科學家開始研究其機理的。比如馬和驢雜交的後代騾子，有馬的力氣和驢的耐力，在1400年前的古籍中就有記載，人類利用雜種優勢的歷史顯然要比這更早。在西方，孟德爾和達爾文都曾在其各自的著作中提到了雜交後代具有優勢的現象。現代科學儘管對雜種優勢開展了長時間的研究，仍舊沒有對這一現象機理做出全面闡述。比較主要的假説有顯性假説、超顯性假説、上位性假説和基因組互作假説等。由於不同的作物中雜種優勢表現非常不同，我們有理由相信雜種優勢的機理在不同物種中是不盡相同的。
現代人類在農作物上應用雜種優勢最成功的案例無疑是雜交玉米。玉米除了有雜交優勢，還有比較明顯的近交衰退，和雜種優勢正好相反，親本基因型越相近，玉米越弱小低產。早期的雜交玉米生產中受制於玉米自交系（由單株玉米連續自交多代，經過選擇而產生的基因型相對純合的後代）的產量比較低，主要採用雙交種——四個自交系親本兩兩組合產生子一代後再雜交獲得的種子。現在的雜交玉米基本都是單交種——兩個自交系組合產生的子一代，目前我國單交種玉米的播種面積已經佔到了全國總播種面積的90%以上。其他還有諸如小麥、水稻、高梁、棉花等作物也有很重要的雜種優勢利用研究和推廣。
美國玉米產量和栽培品種變化歷史。從圖中可以看出，在應用了雙交種，單交種時，美國玉米產量都有了顯著提高。/Kendall R. Lamkey’s maize breeding and quantitative genetics research project
為什麼雜交種子不能留種
文章開頭提到雜交後代不能留種。通過回顧遺傳學的開創者孟德爾的豌豆實驗，我們來細究為什麼雜交後代不能留種。
孟德爾的豌豆實驗與性狀分離/anthro.palomar.edu
豌豆作為一種自花授粉的植物，親代可以被認為是純合子，意味着兩對染色體上的基因型是相同的。在孟德爾的實驗中經過一次雜交以後的種子（即子一代）的性狀是一樣的，但是如果子一代再自交一次（得到子二代），其後代就會出現明顯的性狀分離。在孟德爾的實驗中，把一株黃種皮豌豆和一株綠種皮豌豆雜交後的子一代，都是黃色的。但是讓這個子一代的黃種皮豌豆自花授粉產生的子二代，就出現了黃色和綠色兩種顏色的種皮。這種現象，就叫做性狀分離。
在農業生產中，這就好比種植了雜交玉米的農民留下了玉米的種子第二年再次種植，就會發現產量遠不如第一年而且抗病蟲害能力也會下降，這都是由於雜種優勢的消失以及性狀分離。而且在遺傳學上通過計算，自交代數越多，後代中不同基因型組合的純合個體也就越多。在實際育種過程中涉及到的作物遺傳內容更加複雜，農業生產上如果利用了雜交種再對雜交後代進行留種的話，作物整齊度會顯著下降，純合後代個體增加的結果是無法繼續利用雜種優勢，這樣也就達不到現代化生產的要求了。
玉米的花解構與水稻的花結構比較。雜交育種中都需要去雄，在水稻上，去雄是一件極其辛苦的事。/wiki.com
我們還可以結合一個我國在雜種優勢利用方面最有名的例子，就是袁隆平院士團隊研究出的雜交水稻。水稻是一種自花授粉的植物，人們做水稻雜交時面臨的一個很大問題就是水稻的花特別小無法大量開展去雄、授粉的工作。如果能有一種水稻天生就是雄性不育，那麼就可以大大降低去雄授粉的勞動強度。中學語文課本里雜交水稻的故事裏有一個細節：袁隆平的團隊在海南發現了一株“野敗”水稻，大喜過望。這個野敗就是雄性不育的水稻。袁隆平團隊利用了水稻由細胞質和細胞核基因相互作用而產生雄性不育性狀，開發出了一種優良的雄性不育系，這種方法被稱為三系制種法。
三係指的是保持系，雄性不育和恢復系。保持系能使母本結籽，又能保持原有自交系的性狀。恢復系的花粉授與不育系後，能使不育系的後代恢復正常，開花結籽。能得到水稻雜交種，並且一直保持不育系的不育性，可以不斷用於制種。/hssyxx.com
如果將得到的雜交種（S）Rfrf留種再用於生產的話，除了上面提到過的性狀分離的問題以外，得到的後代裏甚至會有不育的（S）rfrf型。這樣做肯定是得不償失的。
三系制種法是比較早的時期採用的雜交水稻制種法，隨着科學研究的深入，目前開發出了光温誘導雄性不育系的二系制種法，在合理利用環境條件前提下簡化了制種步驟。
雜交育種和轉基因種子
上面説了很多與雜種優勢、雜交種子有關的事情，那麼到底不能留種和轉基因種子有什麼關係呢？可以説，兩者基本沒什麼關係。不能留種的種子不一定是轉基因種子，轉基因種子也不一定不能留種。
現在我國存在的轉基因種子很多都是轉基因作物之間或與常規品種雜交得到的。比如轉基因抗蟲棉中棉所51，其母本是豐產優質轉基因抗蟲棉中棉所41選系971201，父本是綜合性狀較好的棕色彩色棉RILB263102。這樣做的原因是一般不會利用轉基因技術直接將目的基因導入到已經大面積推廣的品種中去，而是利用轉基因技術創造出新的種質資源，通過雜交育種的手段儘可能地將多個品種的優良性狀集中到一個新的雜種材料裏，這樣可以更好地培育出新的綜合性狀優良的品種。
正是因為轉基因種子往往會經過雜交育種這一步，“不能留種”在一些不明就裏的人眼中成了種子是轉基因的“罪證”。現在我們可以知道，能否留種和是否轉基因之間是不能劃等號的，要想確定一種作物是否是轉基因品種，最好的辦法還是拿到專業檢測機構進行分子檢測，用能否留種或者各種流傳的觀察外觀等方法都是不靠譜的。
還有一種看起來很有道理的將不能留種與轉基因聯繫起來的説法是關於“終結者基因”的。終結者基因是由美國農業部和岱字棉公司開發的一種基因，含有這種基因的種子長成的植物仍然會結種，但是新一代種子將無法發芽。這種技術非常具有爭議性，正是由於爭議很大，目前還沒有人將這項技術應用於生產實踐，因此拿這個説法來指責轉基因種子不能留種同樣是不靠譜的。
**從技術上來説轉基因種子留種是完全可能的，因為轉基因技術導入的新性狀屬於顯性性狀，耗時耗力地對雜種的後代進行選擇也可能獲得符合要求的種子。**但是一旦種子同時也利用了雜種優勢，從保持高產的角度來説，留種就不現實，因為後代會性狀分離。沒有利用雜種優勢的種子，由於研發轉基因種子往往投入了大量的財力人力，在美國加拿大等大量種植轉基因作物的國家，種子公司會要求農民購買種子時簽訂協議不要留種，這樣做看起來是逼迫農民不得不向種子公司不斷購買新種子，但實際上這是保護知識產權的重要措施，也是促進種子研發行業不斷開發新品種的動力。
如果種子行業有足夠的競爭，讓種子的價格不會過於昂貴，每年購買種子並不是對農民的剝削，而是免除了農民每年留種的負擔，而可以每年獲得優質高質的種子。相反，不給種子行業創造一個良好的競爭環境，不支持制種行業的發展，放着已有的技術不用，強迫農民年復一年留用低產的種子，才是對農民的剝削。
結論： 並非不能留種的種子都是轉基因種子，是利用了雜交優勢的種子不適合留種。轉基因種子的判斷要依靠分子檢測等科學的辦法，這並非通過簡單觀察能做到的。雜交育種在農業生產上不僅極大提高了糧食產量，還促進了整個種子行業的發展。轉基因育種在備受爭議的同時則在不斷為全世界農民提供各種各樣的實惠。當遇到關於此類問題言之鑿鑿的“定罪言論”時，不妨擦亮你的雙眼，用一些基本的生物學知識考察一下其中是否有詐。
作者：連博連博（作物遺傳育種碩士生）
鏈接：https://www.guokr.com/article/310751/
雜交、轉基因、誘變育種三者的基本區別（來源：fengfeixue ）
參考資料：
[1]作物育種學，孫其信主編，高等教育出版社，2011年
[2]Understanding of Heterosis, Hikmet BUDAK, KSU J. Science and Engineering ,5(2) 2002
[3]中國的雜交水稻，袁隆平，《雜交水稻》，1986年01期
[5 ] 終結者基因
原文熱評：
引用@thelight 的話：轉基因強行進入人類生活，當然會引發人們的恐懼。與其對這些引發的恐懼不斷地闢謠，不如切實找出些證據，證明轉基因真的對人無害才是硬道理。
要證明一個東西無害，並讓大眾放心談何容易。
比如手機的電磁輻射，主流科學都認為無害，個別做出有害結論的實驗都漏洞百出，從理論分析也可以得出不可能有害的結論，偏偏還是有很大一部分人非要相信它有害，再扯上陰謀論之類的，更沒法讓不懂科學的大眾放心了。。。
轉基因也是這樣，必要的科學分析早都做爛了，足夠説明它無害了，就是有人一定要相信那區區幾個嚴重不靠譜的實驗結論，又認為佔本學科科學家絕大部分的，認為轉基因無害的人都是收了黑心錢，這種狀況哪有道理可講？一定要吃幾千年才能證明無害嗎？人類從有火開始就吃燒烤食品，燒烤不是也致癌嗎？以前和平時期人的平均壽命可只有不到40歲。。。