这两天,一个全平台粉丝量超过两百万、打着“保卫老种子”旗号的农业网红,把袁隆平院士赖以成名的“三系杂交技术”公然称作“变态杂交”“病态杂交”,又把其中的“雄性不育”渲染成“人吃了会像骡子一样不生育”,借此攻击杂交育种。相关账号因发布易引发公众恐慌的不实信息,已被平台无限期封禁[1]。
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看到这条新闻后,我特意去翻了这位打着“保护老种子”旗号的博主的许多视频,看完花了好一会儿才强压住怒火,平静下来。我明白,他这套说法之所以能骗到不少人,恰恰是因为科学技术发展得太快,而我们的科学普及还没跟上。
因此,我才格外需要排除情绪,冷静地把背后的科学讲清楚。我相信,这才是对他这种崇古思维最有力的回击。
先说清楚:什么是“雄性不育”,什么是“三系”
水稻原本是一种“万事不求人”的生物——它是典型的自花授粉作物,同一朵小花里既有雄蕊也有雌蕊,花还没开就已经自己给自己授完粉了[2]。可这对杂交来说就是个大麻烦了:想让甲品种的优点和乙品种的优点结合,就得让甲的雌蕊接受乙的花粉,但水稻偏偏喜欢“青梅竹马”,根本不给外来花粉机会。
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转机来自大自然本身。1970年,袁隆平的团队在海南找到了一株花粉天然败育的野生稻,俗称“野败”[6]。它的雄蕊不产生有效花粉,但雌蕊发育完全正常——它只是“雄性不育”,雌性部分完全可以接受别的花粉、结出饱满的种子[2]。这种“雄性不育”是植物界本就存在的自然现象,不是谁在实验室里“造”出来的,袁隆平不过是发现并利用了它[7]。这里我忍不住插一句:人类从来没有也不可能改变自然规律,我们能做的只是更聪明地利用自然规律。
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在海南三亚发现野败现场
有了这株天然的“母本”,三系杂交的思路就顺理成章了。所谓“三系”,指各司其职的三类水稻[3][5]。
第一类叫不育系。它雄蕊不育、雌蕊正常,自己产不出有效花粉,无法自交,只能乖乖接受外来的“第三者”花粉。因此它天生只能当“母亲”,也就是杂交所用的“母本”。
问题随之而来:不育系产不出有效花粉,那它自己的种子怎么留、怎么一代代传下去?这就要靠第二类保持系。它雌雄都正常、能自花结实,长相和不育系几乎是“双胞胎”,唯一的差别就是它“能育”。用保持系的花粉给不育系授粉,结出的种子长成的下一代,依然是“雄蕊不育、雌蕊正常”——也就是说,保持系专门负责“复制”出一批又一批的不育系母本,让“母亲”队伍永远不断档。
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不育系和保持系的雄蕊比较示意图
第三类才是真正的主角,叫恢复系。它雌雄也都正常。用恢复系的花粉给不育系授粉,结出的就是农民最终拿去大田种植的杂交一代种子。这一代有两个关键变化:一是继承了双亲的精华,产量高、长势旺;二是来自母本的那个“雄性不育”被恢复系“修复”了回来,所以杂交一代的雌雄育性完全正常,能正常开花、结实、繁殖[3][8]。
这里可能有人要问:既然端上餐桌的杂交一代的“不孕不育”已经被治好了,又可以“万事不求人”了,而且还高产,那为什么不让它继续自我繁殖,由农民自己留种呢?答案是:能繁殖,但不稳定,也不划算。农民种到田里的是杂交一代,即遗传学上的 F1。F1 的厉害之处,不是车开得快,而是在于把父本和母本的优点集中到了一起,整齐、高产、优势明显。但它自己结出的下一代种子F2,并不会原样“复制”F1。因为 F1 在形成花粉和卵细胞时,来自父本和母本的基因会重新分离、重新组合[9],到了 F2,田里就可能高的高、矮的矮,早熟的早熟、晚熟的晚熟,像“龙生九子”一样各有不同,再也回不到第一代那种整齐高产的状态。而偏偏有人拿“不能留种”大做文章,将其歪曲为攻击杂交稻的靶子,这不叫揭露真相,而是无端污人清白。
一句话概括:不育系负责当母亲,保持系负责让母亲后继有人,恢复系负责让杂交后代恢复正常生育并高产。最终端上我们餐桌的米,正是生育能力正常、生命力旺盛的杂交一代[3]。整个过程,只是把同一物种内不同品种的优良性状重新组合,和老祖宗几千年来“选种、配种”的传统育种一脉相承,只是用得更准确、精巧。
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三系杂交成果
态杂交”“病态杂交”——一个被生造出来的恐怖词
那位网红口中的“变态杂交”“病态杂交”,在植物遗传育种学里根本不存在,这类人为了制造恐慌而凭空捏造出了这种标签。杂交本身是地球上最普遍的自然过程之一:风一吹、虫一飞,花粉落到另一朵花上,就完成了一次杂交。我们今天吃的几乎所有作物——玉米、小麦、番茄、白菜——无一不是人类利用杂交一代代选育出来的。把这种延续了上万年的农业实践冠以“变态”“病态”,就如同把“谈恋爱结婚”称作“变态繁殖”。就像某段子里说:“你有没有想过,不同性别的人竟然能产生后代?这太变态了,所以应该烧死那些异性恋。”
顺带一提,生物学里其实还真有“变态”这个术语,我们初中就学过,甚至养过:蚕宝宝从卵到幼虫,再到蛹,最后化为蛾,经历翻天覆地的变化,是典型的“完全变态”;而知了(蝉)从若虫直接长为成虫,中间没有蛹这个阶段,属于“不完全变态”。可不管是吃蚕蛹还是吃“知了猴”,都不会让人变得“变态”,爱吃的人反倒觉得外酥里嫩、相当美味。我们夏天讨厌的蚊子也是“变态”的,尤其是非洲一些地方把成群的蚊虫压成“蚊子饼”煎来吃,那真是十分“变态”,开个玩笑。总之,“变态”在科学上是个中性词,吃“变态”的东西不会让人变态。那么,吃“不孕不育”的东西呢?
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非洲蚊子饼
杂交水稻能生育,反倒是骡子肉不能吃吗?
这位网红最“出圈”的一句,是“怕吃完(杂交水稻)像骡子一样不生育”。那我就好奇,他为什么不多想一层“吃骡子肉,会不孕不育吗?”
先说骡子为什么不育。骡子是马和驴这两个不同物种杂交的产物。马有 64 条染色体,驴有 62 条,骡子从父母各继承一半,得到 63 条——一个无法整除的奇数[4]。染色体在形成生殖细胞时需要两两配对、平均分配,而 63 条无法整齐配对,减数分裂在半途就“卡壳”,于是骡子绝大多数情况下无法产生正常的精子或卵子——这才是它不育的真正原因[4]。
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骡子
因此,骡子的不育,根源在于两个不同物种之间染色体数目对不上。而三系杂交水稻,是同一个物种(水稻)内部不同品种之间的杂交,双方染色体数目完全一致,配对毫无障碍,所以杂交一代育性完全正常、能正常结实繁殖[3]。说得更直白些:马和驴(两个物种)的后代骡子不能生育,并不意味着一匹白马和一匹黑马(同一物种)的后代也不能生育。顺便回答一个问题:白马和黑马的后代,不会是斑马。我知道有人会问。
所以,“吃了不能生育的东西,人就会不能生育”,乍一听似乎有那么一点符合直觉,可只要往下推一步就彻底崩了:他自己举的“骡子”就是不折不扣的杂交产物,而中国人吃骡马驴肉吃了上千年,照样人丁兴旺。另外,无籽西瓜、无籽葡萄、人工栽培的香蕉,都是不能正常产生种子的“不育”作物,难道吃西瓜的人也要担心绝后?
道理朴素到几乎不需要专业知识:一种食物本身能不能繁殖,和吃它的人能不能生育,是两件毫不相干的事。否则我每天吃一只鸽子,岂不是不用开导航了?
吃了几十年,安全到底有没有保障
杂交水稻在中国大面积推广已近半个世纪,从20 世纪70 年代三系法成功至今,几代中国人就是吃着杂交稻长大的[6][8],这本身就是一场规模空前、时间足够长的“安全性验证”。从育种原理上说,杂交属于常规育种,最终的稻米在营养成分上与普通稻米并无本质差异。恰恰因为杂交一代育性正常、能正常结实、产量又高,才说明这株水稻生命力旺盛、生理机能健全。一个“病恹恹”的物种,是长不出沉甸甸的稻穗的。
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杂交水稻大丰收
哎,想到农业科学家捏着手中沉甸甸的麦穗时那喜悦的表情,我还是无法原谅那些造谣、重伤现代农业的人。
整件事最让我错愕的,是“他真有上百万粉丝”。这让我想起一句话:对今天的骗子来说,骗术不是最要紧的,内容真假更不重要,重要的是如何筛选出愿意信这一套的人。只要说一句“我是秦始皇转世”,对方还没把你拉黑,那就说明有戏。
我不能接受一项被反复证明安全有效、让数亿人吃饱饭的技术,被几个生造的词汇就轻易抹黑。科学不怕被追问,怕的是被情绪绑架。我想,不只是杂交水稻——下次再遇到一味鼓吹“老品种”“老种子”“老办法”“老技术”的,我们都该多留个心眼。科学家们奉献一生去优选品种、创新技术,是为了让我们吃饱吃好的,而不是他们自己吃饱了没事干的。
参考资料
[1] 新京报《200万粉丝网红诋毁袁隆平成果其账号被无限期封禁》
https://www.bjnews.com.cn/detail/1782630598129516.html
[2]中国科学院“科学智慧火花”《杂交水稻是怎样练成的?三系杂交法!》
https://idea.cas.cn/xyx/xyx_lxzwpx/xyx_2021/info/2021/522523.html
[3] 袁隆平院士亲笔科普《为什么要用“三系”法培育杂交稻》(中国大百科全书)https://h.bkzx.cn/knowledge/1731
[4] 新浪新闻/天山网《不孕不育的骡子咋又能生了?》(骡子染色体与不育机理)https://news.sina.cn/2018-11-02/detail-ihnfikve5402678.d.html
[5] 中国作物学会《科学普及|杂交水稻育种三步曲》https://m.chinacrops.org/255/202304/3863.html
[6] 新华网《让所有人远离饥饿——袁隆平的故事》(“野败”的发现与攻关历程)http://www.news.cn/tech/2023-05/30/c_1129655049.htm
[7] Luo D., Xu H., Liu Z. 等《A detrimental mitochondrial-nuclear interaction causes cytoplasmicmale sterility in rice》,Nature Genetics,2013(从分子层面揭示水稻细胞质雄性不育由天然存在的线粒体基因 WA352 引起,直接佐证“雄性不育”是自然现象,非人工制造)https://www.nature.com/articles/ng.2570
[8] Qian Q. 等《YuanLongping and Hybrid Rice Research》,Rice,2021(系统回顾袁隆平三系法研究历程、杂交一代的育性恢复与增产机制及安全性评估,发表于NIH收录期刊)
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8669059/
[9] Li X. 等《Researchand development of hybrid rice in China》,Plant BreedingReviews,2024(涵盖杂交水稻 F1 杂种优势的遗传基础、F2 代性状分离与产量衰退的实证研究,及杂交育种在全球粮食安全中的地位)https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbr.13134
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