雜交玉米之父

達爾文創立生物進化論,孟德爾確立了遺傳學說,為近代生物科學發展奠定了理論基礎。這些理論在農業上套用最早、受益最大的,就要算是雜交玉米了。許多遺傳學家和育種學家為培育雜交玉米做出了貢獻。其中著名的有:伊斯特(Edward M.East)、沙爾(George Harrison Shull)、瓊斯(Donald F.Jones)等等,後人尊稱他們為“雜交玉米之父”。

基本介紹

  • 中文學名:玉米
  • 拉丁學名:玉米
  • 別稱:甜玉米
  • :植物界
  • 亞目:蔬菜
  • 禾本科
  • 亞科:黎亞科
  • :玉米屬
  • 分布區域:中國、日本、韓國、歐美
簡介,事跡介紹,後續評論,

簡介

伊斯特沙爾1900年同時探索玉米雜交優勢的研究工作。伊斯特對孟德爾揭示的生物遺傳規律無限神往,他系統地學習遺傳學課程,大量閱讀生物學和遺傳學書籍,寫出了系統的文獻綜述。達爾文關於植物“自交是有害的,雜交是有益的”觀點,長期地占據著伊斯特的腦際。他經常思考這樣一個問題:高度自交對玉米某些性狀到底會產生什麼影響呢?1905年春季,他在伊利諾斯州試驗站種下了一個叫“利民(Leaming)”的玉米品種,嚴格隔離、自交。1906年發現自交後代植株的生長勢和產量都明顯地下降了。1907年,伊斯特把自交的種子種下去,第一次選用另一些自交植株與之進行了雜交,從雜交株上收穫了一些其貌不揚、籽粒乾癟的小穗和種子。

事跡介紹

殊途同歸,事有巧合。當伊斯特埋頭進行玉米試驗時,另一位植物學家沙爾在紐約州試驗站進行玉米雜交試驗,幾乎是同時取得了相似的進展。沙爾於1906年和1907年將玉米植株進行自交,同時也將其中一些植株做了雜交。沙爾發現,自交授粉降低了玉米的生長勢和產量;而自交系的雜交後代產生出了意想不到的生長優勢和很高的產量。
1908年1月28日,美國育種者協會在華盛頓舉行全美農作物遺傳育種學術會議,伊斯特和沙爾都參加了。兩個人所報告的幾乎是完全相同的試驗,獲得的幾乎又是完全相同的結果。但不同的是,沙爾把瘦小乾癟的兩個自交系進行雜交,產生了極為強大的、幾乎是爆發式的生長優勢,玉米的產量顯著地提高了。沙爾給這種獨特遺傳現象起個名字叫“heterosis”,這就是後人所沿用的“雜交優勢”。
這是玉米育種史上雜交種誕生的雛型。從達爾文時代起,有不少科學家熱心於進行玉米自交試驗,但只是停留在自交系的獲得上,從沒有想過用兩個自交系再次進行雜交。伊斯特和沙爾幾乎是同時想到了這一點。科學史上常常有許多傳為奇蹟或巧合的故事,雜交玉米可以算是最典型的一例。
純系育種法培育的高產雜交玉米誕生了,怎樣才能生產大量的雜交種子並套用於生產呢?青年科學家唐納德·瓊斯毛遂自薦,願意在伊斯特教授指導下完成這項工作。瓊斯構想,能否用兩個互不相干的單雜交種進行雜交來生產種子呢?一方面保持雜交優勢,另一方面又能產生大量的商業種子。1917年春季,瓊斯種下了兩個玉米單交種子。一個是由“利民”品種培育的兩個自交系雜交產生的;另一個是由“白磨石”品種培育的兩個自交系雜交產生的。兩個單交種植株生長整齊,莖葉繁茂。秋初,當玉米雄穗剛剛露頭時,瓊斯就把“白磨石”單交種植株上的雄穗拔掉,用“利民”單交種植株雄穗上的花粉給它授粉。正如瓊斯所預料的那樣,兩個單交種的雜交後代都獲得了高產。收穫的種子就是可供生產上採用的雙雜交種子,每公頃產量達到了7340公斤,比農家品種增產30%以上。瓊斯滿懷激情地宣布,他成功地解決了雜交玉米繁育種子的難題。

後續評論

需要強調指出,就在伊斯特、沙爾和瓊斯找到了開啟雜交玉米制種鑰匙的同時,美國還有很多沿著前人足跡為探索雜交玉米理論和生產雜交種子而默默耕耘的科學家。其中比較著名的有:明尼蘇達州海斯(H.K.Hayes)、依阿華州的華萊士(H.A.Wallace)、印第安納州的霍佛(G.N.Heffer)、內布拉斯加州的基索巴赫(T.A.Kiessebach)、美國農業部里奇(F.D.Richey)等等。他們精心研究,相互啟發,彼此交流,共同奮進。所以雜交玉米之父的榮譽稱號不全歸於哪一個人,也不全歸於哪幾個人,而是代表著一個才華總匯、智慧交融的科學家集體。

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