基因开关、野麦子、适应性

经典数量遗传学分析将表型方差分剖为基因型方差和环境方差,即使加入基因型与环境互作协方差,仍是将不可解释的变异归因于环境。在我看来,无异于神学中将不可解释的现象归因于上帝一样。


在田间转悠几天,发现了大量的“野麦子”。我认为田间的野麦子并不都是混杂的结果,而有可能是个别小麦个体的返祖现象。即使严格杜绝混杂,“野麦子”也不会被我们消灭。


“野麦子”代表自然选择的进化方向,与人工选择的方向不一致。有的野麦子拥有让育种人员羡慕的性状,如生活力、分蘖和适应性。在小麦品种经人工选择进化的过程中,很多原始品种所拥有的优良性状由于遗传侵蚀而被人为地丢掉了,另一方面,很多现代小麦品种却遭受适应性的困扰。

人们在肿瘤遗传学的研究中发现了基因开关,即肿瘤基因在某因子(分子的、化学的和物理的)作用下可以不向肿瘤方向表达,而是像正常细胞一样。表观遗传学的研究表明,在没有细胞核DNA序列改变的情况时,基因功能也可发生可逆的、可遗传的改变。免疫遗传学的研究则表面当有机体在某一免疫代谢途径阻断的情况下,免疫应答可以向分支途径发展。总之,基因的表达与调控是复杂的,绝非“一个基因一个酶”或一个基因决定一个性状那么简单。环境可以理解为综合的理化因子,包含了丰富的物理的、化信的及生物的因素。基因型与环境的关系因而也是复杂的,将不可介绍的变异归因于环境只是目前人们认识能力的局限。


当一个品种由某地区引种到另一地区时,“环境”发生的改变就有可能触发该品种某种“基因开关”,进而导致其表现型的改变。如果不存在这种机制,品种在年份间的表现就应该是稳定的。野麦子也许是细胞核DNA序列的突变及其分子开关共同作用的结果。


人们希望培育、筛选出适应性好的品种,而培育、筛选适应性好的品种需要合适的种质资源。单就适应性来说,恐怕没有比自家地头里的“野麦子”适应性更好了。从引进品种中筛选适应性及综合性状较好的小麦品种和个体是另一个资源来源。野麦子经过两代回交,其后代中应该能筛选出符合需求的材料,也许这是提高品种适应性的一个可以一试的途径。


去年,我在地里头发现一株“野麦子”(太谷核不育),其分蘖75个,成穗50个,株高70多cm,穗较小但不太小,看起来像是有点像现代品种的野麦子。套了俩袋,结果其后代表现株高高的可达1米,生活力、分蘖力均好,普遍30个穗左右。我想如果再回交一下,筛选出一个分蘖力强、株高适中的材料应该很有可能。


玩玩,呵呵。

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