世界粮食日解读转基因（上）

——中国农学会转基因科普巡讲（河南洛阳站）讲稿

主办：中国农学会
承办：河南省农学会
河南农业职业学院


主讲：杨青平（河南日报退休高级编辑、大河健康报退休总编）


今天是10月16日，是第38个“世界粮食日”。“世界粮食日”是联合国粮农组织为了敦促各国增产粮食、消除饥饿而设立。现在全世界仍有1/9的人口处在饥饿之中，所以2018年世界粮食日的主题是“努力实现零饥饿”。联合国的目标是“争取2030年以前消除饥饿”。为了消除饥饿，世界需要增产粮食，而增产粮食需要转基因技术。转基因技术是一种育种手段，转基因育种能够增产粮食，可是许多人不懂转基因，许多人怀疑转基因，许多人反对转基因，那么我今天要解读转基因。

为了解读转基因，我先解读基因。为了解读基因，我先解读农作物史。农作物史有1万年了，我就从1万年前讲起。

我的讲稿有15000字，分为14讲。（基因农业网分上中下三次推送。）

第1讲：1万年前，农业是怎样诞生的？

农业是文明之母。农业诞生以前是蒙昧时代，农业诞生以后人类才进入文明时代。

农业之所以诞生，是因为原始人类难以采集到足够的食物。为什么难以采集了？因为人口增长了。有学者认为，1万年以前全世界有500万人口。人多了，自然食物不够吃，不得不人工栽培植物。栽培植物的劳动量大于采集植物，但凡采集植物能吃饱，就不会主动栽培植物。

目前获取的证据显示，最早的农业诞生在西亚，西亚在地中海以东，也叫中东地区。那里干旱、寒冷，自然食物少，采集食物困难，所以最先诞生农业。

中国诞生农业，要比西亚晚大约1000年，因为中国的原始自然条件比西亚好一点。而非洲撒哈拉沙漠以南，植物四季繁茂，采集食物容易，所以那里的农业比西亚晚了几千年。澳洲在英国移民到达之前，原住民仅靠采集植物即可足食，因而没有农业。澳洲的农业只有200多年历史。

第2讲：小麦的人工选择

最早的农作物是小麦，小麦的起源地在西亚。小麦的穗子由一个个小穗组成，1万年前的野生小麦，1个小穗只有1粒种子，叫“一粒小麦”。人类最早栽培的是“一粒小麦”。野生的“一粒小麦”仍然存在。野生的“一粒小麦”与山羊草发生了远缘杂交，产生的后代，1个小穗有2粒种子，这叫“二粒小麦”，产量因此增加，于是人类就选择“二粒小麦”作为栽培种。

野生的“二粒小麦”又与节节草发生远缘杂交，产生的后代，1个小穗有3—5粒种子，这叫“普通小麦”，产量进一步提高，于是人类又选择“普通小麦”作为栽培种。普通小麦就是现在的小麦。

在中国的商代以后，“二粒小麦”、“普通小麦”陆续传入中国。在小麦传入之前，中国的农作物如谷子（粟）、高粱、大豆、水稻等都是春播作物，一年一熟，不能越冬，而小麦是秋播作物，可以越冬，还可以实现一年两熟，从而提高土地生产率。

小麦是自花授粉作物，雌蕊、雄蕊长在一个颖壳里，授粉以后，颖壳会张开，这时候别的颖壳的花粉就可能飘过来补充授粉，因此小麦有2%的异花授粉率。也就是说，98%的种子是自交结实，2%的种子是异交结实，可以产生杂交优势。具有杂交优势的种子，长出来的穗子可能大一些，籽粒可能饱满一些，在收获之前，可在田间进行穗选，留作种子。这在1500年前北魏的《齐民要术》里就有记载。

第3讲：水稻的人工选择

水稻起源于中国。水稻栽培之初，具有自然落粒的野生属性，长熟了，籽粒会脱落，但是脱落有先后，脱落早的，掉在地上，收不起来，那么我们的先民收获的籽粒就是脱落晚的。这其实也是人工选择。年复一年，收获的是脱落晚的种子，等于是对籽粒脱落性状的定向选择。如此选择了2000多年，水稻成熟以后籽粒不再脱落。

野生水稻具有自花不育现象，袁隆平团队在海南岛找到了自花不育的野生稻，用作母本，培育成功了杂交稻。

野生水稻的穗子很小，一穗只有十几粒种子。1500年前小麦有穗选，水稻也有穗选。直至今日，一穗水稻最多有几百粒种子。

1000年前，印度的早熟抗旱的水稻品种通过“海上丝绸之路”传入越南南方，又传入中国福建泉州，当时泉州的港口，是“海上丝绸之路”的起点。越南南方在当时叫占城，这种水稻就叫“占城稻”，生育期只有50天，与中国本地水稻结合可以发展双季稻，因此，北宋朝廷大力推广“占城稻”。“占城稻”与我国原有的水稻必然发生自然杂交，通过人工穗选，必然丰富水稻的优良性状。

第4讲：18—19世纪的人工植物杂交

欧洲14世纪到17世纪的文艺复兴运动，不仅仅是复兴古希腊、古罗马的文艺，也是思想解放运动。知识分子挣脱了宗教的束缚，解放了思想，去认识自然，最终产生了自然科学，其中包括植物学。

在18世纪初，欧洲少数植物学家为了获得植物的不同性状，就给植物进行人工杂交。不过这个时候的杂交不是为了育种，而只是为了观察、研究植物的性状变化。

在19世纪，奥地利一位修道士，叫孟德尔，原先只是个默默无闻的植物学爱好者，也加入到植物杂交的队伍中来。1853年，31岁的孟德尔在修道院里开垦出三分地，开始了连续8年的豌豆杂交试验。1865年，他的《植物杂交试验》论文在当地科学学会的会刊上发表。他的论文认为：遗传因子决定豌豆植株的高矮、花朵的颜色、种子的圆皱；遗传因子有显性、隐性之分，所表达的性状呈现规律性。

发表孟德尔论文的会刊，按惯例印刷几百份，寄给欧洲各国的科学学会和大学图书馆，孟德尔又加印几十份寄给当时的著名科学家。可是寄出去的会刊，都没有引起任何反响。

1884年，孟德尔去世，享年62岁。他终生未婚，因为天主教不允许神职人员结婚。

1900年，欧洲3位从事植物杂交试验的植物学家，不约而同地发现孟德尔的论文，接着又重复了孟德尔的试验，证明了孟德尔的遗传理论，孟德尔因此被推崇为遗传学的开创者。

现在，孟德尔的修道院成为旅游胜地，那三分地的试验田则是遗传学圣地。

第5讲：20世纪初的玉米杂交育种

玉米起源于美洲，是印第安人的传统作物。野生玉米的穗子只有几厘米长，几千年以来，印第安人年复一年选择大穗做种子，才使玉米的穗子达到十几厘米长。在18—19世纪，美国农业工作者把不同的玉米种在一起，让它们自然杂交，收获的玉米作为种子，产量可以提高。这样做，和穗选的原理一样，还不能算是杂交育种。

1906年，美国有三个科学家出于科学探索，各自独立进行玉米自交试验，培育自交系，发现自交系的性状严重衰退。其中一个科学家，名字叫沙尔，他让两个自交系杂交，得到的种子种下去，产量提高25%。这是人类历史上第一次杂交育种。从此以后，从玉米到所有农作物，从美国到全世界，杂交育种如火如荼，一直到现在依然是育种的主要手段。