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雜交水稻,尤其是超級稻的營養價值和傳統水稻比是否有所下降?

2017年12月10日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 19 ℃ 次

【落痕無聲的回答(58票)】:

謝邀~

如果看栽培水稻的發展歷史,最早的出現的應該是常規稻,從我們的祖先直到現在一直都有種植,而雜交稻是20世紀80年代初才發展起來,超級稻則是在20世紀末興起的。

總的來說,需求是一個重要因素。是一個由質到量,再由量到質的過程。

  • 當麵包不夠的時候,本能會選擇更好吃的;而一旦有機會吃飽,開始不會在意是不是那麼好吃;當沒有飢餓的困擾後,便又會追求口味更好的。

  • 但事情還沒結束,對於消費者來說,好不好吃只有吃過才知道,在那之前如何說服消費者,於是外觀色澤又會成為育種家追求的目標。
  • 但是對於農民來說,如何在投入最少的情況獲得最大的收益,考慮到肥料以及殺蟲劑的投入,抗病,抗蟲,肥料利用率高又會成為追逐的目標。

常規稻品種普遍產量不高,地域偏愛性較強,追求更好的口感和稻米品質是主要目標,在長期的栽培過程中形成的複雜群體,人工選擇那些符合人們審美口味的常規品種。

而雜交稻的發展使得問題的中心轉移到提高產量上來。雜交稻親本選擇是依據不同品種之間雜種優勢配合力,這是育種家所追求的主要目標,早期的育種選擇是隨機的,盡可能多的挑選材料進行組合,挑選優勢最大的組合。從80年代開始,20年內單產量幾乎增長了50%,但是選用的親本背景是相當混雜,造成雜交稻很多性狀良莠不齊。因此才給人們留下了認為雜交稻品質很差的假象,這算是歷史遺留下來的問題。

超級稻的提出恰好就是為了解決這些遺留的問題,目的是在進一步提高產量的同時,還要考慮品質和抗性等因素。當然這裡面也有客觀的因素,分子育種的興起才使得超級稻的策略得以實現。不再是盲目地尋找和雜交,而是有目的尋找控制這些優良性狀的QTL(數量性狀位點)(en.wikipedia.org/wiki/Q),利用MAS(分子標記輔助選擇)(en.wikipedia.org/wiki/M)將它們聚合在一起。但是這也是一個相當繁瑣和耗費時間和精力的過程。因為每一次聚合需要一次雜交過程,同時還要控制背景不會改變。

最近還有一個綠色超級稻的概念(pnas.org/content/104/42),主要目標是少打農藥,少施化肥,節水抗旱,優質高產。相比超級稻,需要更精確的育種設計。性狀位點控制的越精細,就需要的足夠多的重組事件,簡言之就是需要足夠多的雜交次數和後代數量。譬如,我們的目標基因長度約為2kb,假如在它臨近100kb的範圍內有其他有害的基因干擾,水稻一個cM大約200kb,要將100kb外的基因選擇掉,需要在這100kb內發生一次重組交換,這個概率是0.5%。若是存在緊密連鎖的情況,或是在著絲粒附近,重組概率會更低。這時候就需要轉基因育種技術,靶向地導入目標基因,這也許將是未來育種的一個重要方向。

另外,雜交稻的改良中,很重要的一個就是品質改良,就是我們所謂的是否好看好吃。理論上雜交稻結實形成的是一個F2分離群體,即每一粒種子都是不同的,這也是品質改良中必須考慮的問題。所有與蒸煮品質相關的基因或染色體片段,在親本的選育中都必須達到純合,不然產生的稻米會出現性狀分離。

營養品質改良 現在對稻米營養品質的提法和研究還比較粗放,一般認為稻米營養品質指蛋白質含量,而脂肪,維生素等也屬於稻米營養品質研究的範圍,但是研究比較少。

  • 稻穀中蛋白質含量較低,一般在 8%左右,但是氨基酸平衡相對較好,其中賴氨酸較豐富。
  • 將蛋白質含量的提高作為提高稻米品質的結論或許有點偏頗,從食味的角度看,稻米蛋白質中的醇溶蛋白含量會對稻米食味產生負面影響,而谷蛋白,白蛋白和球蛋白則會增強食味。
  • 蛋白質含量也是由許多微效QTL控制,主要是加性和母體加性效應。在雜交稻種子中,蛋白質含量同時受到母體和種子遺傳效應的影響,但母體效應大於種子效應。但是也容易受到環境效應影響,遺傳力較低,不穩定。
  • 還有研究表明,產量與蛋白質含量呈負相關。

這些都是蛋白質含量改良中需要考慮的問題,至今關於水稻高蛋白的育種結果收效甚微。如何在保證產量,並且控制蛋白質總量的前提下,有效地提高賴氨酸的含量才是值得關注的

另外,維生素的含量的改良最引人注目的就是golden riceen.wikipedia.org/wiki/G

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閒話一點,最近因為衡陽golden rice 的新聞,政府的公信力再一次跌到谷底。這也許是這個事件產生的最壞的結果。golden rice的發明者是蘇黎世聯邦理工學院的Ingo Potrykus教授,七月份來過我們這做過一場報告,非常精彩。他曾提到過,golden rice的目標是無償為貧困的人們提供幫助,讓他們過的更好。他也多次提出免費提供給我們,但是一直沒能實現。或許因為這個事件,引進golden rice也將越來越難以實現了。

【白冰冰的回答(0票)】:

會啊,雜交水稻會影響守城的

【韋小維的回答(0票)】:

影響收成,好嗎?

【田心的回答(0票)】:

肯定會有啊,一般都是要把水稻給拔掉的

【陳升的回答(0票)】:

農科生開答,謂之雜交,就是各取母本與母本優良之處,控制得好(多輪雜交自交回交等等專業知識不一一贅述)可以接近完美地質與量同提高,要知道以前的蘋果有多小多澀。雜交本來就是進化必經之路,而我們人為的雜交干預只是將其盡可能向我們理想靠近,我們不需要小麥長得太高,葉片太多,都可以通過雜交將產生這些組織的能量轉為種子能量的儲蓄(即大米口感更豐腴)

【麼麼噠的回答(0票)】:

反正我知道有雜交水稻的話,稻穀的產量會減少

【楊過的回答(0票)】:

還有這種說法?現在都買的袋裝的,都不知道

【梅傾雪的回答(0票)】:

只知道畝產近千公斤的超級稻口感非常非常不好,也沒有米飯的香味兒!

ps.老家一畝=1000平方米

標籤:-冷知識 -生物學 -植物 -營養


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