前段时间,国家安全部披露了5起国家安全领域典型案例,其中,“间谍窃取我国杂交水稻亲本种子”一案引起广泛关注。杂交水稻亲本种子为何重要?种子被窃取对国家农业生产和粮食安全会造成哪些影响?
事件
间谍窃取
我国杂交水稻亲本种子
国家安全机关查明,国内某农业科技公司总经理朱某某为捞取个人经济利益,与境外间谍情报机关建立所谓“合作”关系,以“合作制种”的名义,私下将我国禁止出口的5种杂交水稻亲本种子出售给对方试种,经对方选择后,再大量出口亲本种子,谋取私利。
《中华人民共和国种子法》第十一条规定,国家对种质资源享有主权。任何单位和个人向境外提供种质资源,或者与境外机构、个人开展合作研究利用种质资源的,应当报国务院农业农村、林业草原主管部门批准,并同时提交国家共享惠益的方案。
科普
杂交育种并不容易
这条新闻报道中提到的杂交水稻“亲本稻种”,可不是一般的种子。在弄清什么是“亲本稻种”之前,先来了解一下杂交水稻。
在生物学上,不同的种属或者品种的交配被称为杂交。顾名思义,杂交水稻就是由几种水稻品系交配而来。那为什么要进行杂交呢?这就不得不提到一个重要的生物学概念“杂种优势”,即杂交种的第一代在诸多生物学性能方面优于亲本的现象。
杂种优势在多种生物中均有体现。动物里杂交种在体型、肉质等方面具有优势,比如马和驴杂交出的骡子有较强的体力和耐力,能在艰苦条件下工作,且性情相对温顺;植物里杂交种在生长、抗逆、品质等方面都优于亲本,比如杂交水稻具有高产、抗病、抗倒伏的特点。因此,杂交是农业生产领域育种的重要策略。
但是,杂交育种并不容易。早在100多年前,科学家就提出了水稻具有杂种优势的理论,实际操作却困难重重,其中一个重要因素就在于水稻的特殊性——雌雄同株。同一株水稻上既有雄花又有雌花,意味着自花授粉,自然就没办法进行杂交而获得杂种优势。
在这种情况下,人们怎样才能得到杂交的水稻呢?一种解决思路是“人工去雄”,即把每朵花的雄蕊去掉,只保留雌蕊,然后用其他花的雄蕊和它进行杂交。去雄蕊而不是去雌蕊,是因为雄蕊主要负责产生花粉,雌蕊则负责接受花粉并最终发育成果实,如果去掉雌蕊就没法结果实了。问题是水稻的花非常微小且十分细碎,一不小心它就自花授粉了,想靠这种方法大规模得到杂交水稻,几乎是天方夜谭。
另一种策略是找到一种水稻变异株——雄性不育系,这种水稻的雄蕊发生了退化,只有雌蕊,无法进行自花授粉,它想要繁殖只能与其他水稻杂交。
亲本稻种获取有多难
在过去很长一段时期内,全世界的水稻育种专家都在苦苦寻找自然界里的雄性不育系,然而,这种植株从未被报道过,到底长什么样子也不为人知,唯一的办法就是到稻田里去找。杂交水稻之父袁隆平写于60年前的论文中,讲述了他们寻找雄性不育系的艰辛经过:水稻抽穗期一般是6—7月,正是一年中最热的时候,科研人员要在大晴天(而且是最热的中午)拿着放大镜和镊子,对每株水稻进行检查。他们经过反复筛选才在14000余穗、4个品种中找到了6株雄性不育植株。不过,科研人员在后续研究中发现,这种杂交水稻的后代,有不少又发育成了雌雄同株,获得了自交能力。
为了解决这个问题,科研人员只能从天然的水稻中去寻找雄性不育系,毕竟农田里的水稻都是经过人类多年层层筛选驯化的。1970年,我国科学家终于在海南三亚的野生水稻中找到了雄性不育株,也就是大名鼎鼎的“野败”。
有了“野败”,中国成功在1973年建成了杂交水稻“三系”配套,也就是通过三种亲本株来实现杂交水稻。当时的平均亩产在矮化育种的基础上增产了20%,意味着该品种每年能多养活7000万人。后来,杂交水稻的成功被誉为“第二次绿色革命”,它帮助中国完成了从“粮食短缺到粮食安全”的转变。
而这三种亲本的种子,就是前面新闻报道中提到的“亲本稻种”。简单来说,亲本稻种就是第一代用于杂交实验的水稻种子,其留种不会产生性状分离,影响产量,是我国粮食安全领域重要的种质资源。
种子被盗危害有多大
杂交水稻和所有的杂交作物一样,如果用其后代繁殖,就会出现性状分离,良莠不齐,所以必须用亲本种子进行配制杂交才能实现优良性状。所以对于间谍而言,普通杂交水稻种子没有用,他们需要的是杂交水稻的亲本稻种。
种质资源被窃取的危害远比想象中大得多。首先,这可能会危害粮食安全,那些别有用心的人对种子搞病虫害针对性研发会更容易;其次,可能会打击农业发展,如所谓“外国教授”常以农业技术合作项目为由,盗取合作研发成果,提前注册商业品牌和申请知识产权,抢先推送到市场,再抹黑其他共同参与方是抄袭,打知识产权官司。