认识水稻育种

大部分中国人的主食都是水稻，所以说如何种出产量比较高的水稻就很重要。怎么才能完成这一目标呢？第1种是传统的水稻育种家的工作。第2种是先用分子生物学方法寻找与指定性状相关的基因，然后利用“转基因”的方法改善这个性状。

1. 水稻育种家

通过不同品种水稻之间的杂交，让不同水稻品种中的控制性状的不同基因（比如说水稻品种1有控制粒长的基因a，但是没有b；水稻品种2有控制粒长的基因b，但是没a）富集在某个杂交后的品种之中。最后就要将寻找到的产量高的水稻培育成可以商业化种植的品种。

2. 分子生物学方法

相比之下，现代生物学方法里很重要的一种叫“QTL分析”。利用基因组测序，对水稻基因组进行分子标记，把基因组分成一个个区间，每一区间都可通过序列特征可以识别出来，命名成a1,a2……这样。（实际上，这个方法发明于现代测序普及之前。）

所以可以将两种差异较大的水稻植株亲本a和b 杂交产生的F1自交多代产生的后代进行测序（亲本a的区间标为a1，a2……亲本b对应的区间标为b1,b2……多代自交的后代是a和b的区间混合），接下来再去分别测定每个后代的性状。收集了数据后，进行统计学分析。举个例子：比如包含a1区间的后代的粒长显著比包含b1区间的长，那么就说明a1区间可能有包含粒长性状的基因。

最后一步步缩小范围，将基因找出来，然后转基因让产量提高（该发表论文了！）。但是这种方法的问题在于实际上是一种统计学的方法，如果一个基因仅对粒长有微小影响，t检验就不显著，基因就找不出来了！而育种家做的是找出“天选之子”，在他们选出来的品种里面微效基因往往也在发挥作用，这也是为什么育种家的工作目前还是很重要。

3. 杂种优势的解读

最后想要澄清的是杂种优势这一概念。目前解释这一现象的假说有很多，尚无定论。我个人的想法是杂种优势不是说杂交后的水稻就一定长得更好，而是指比较罕见的杂合子超显性现象，少见的可以忽略不计。

人们以为的杂种优势实际上是：不同品种的水稻可能包含一些独特的与性状相关的基因，通过杂交就能让这些基因同时出现在杂交后的水稻里面。但是育种家其实并不十分关心基因是啥！他们的方法是不断对水稻进行自交，不断剔除产量低的，多代以后就找到了性状最优良的那个后代。

4. 附

• 目前所用的方法当然远不止我说的QTL，人工筛选。
• 因为一些性状不能简单地用孟德尔实验里圆粒和皱粒，红花白花来描述。而是数量化的，如株高、粒重，这样的性状是多基因控制的，同时是受环境影响的。研究这样问题的学科就是数量遗传学
  推荐阅读：王建康的《数量遗传学》，D.S. Falconer的An introduction to quantitative genetics
• 袁隆平是一位伟大的育种家，育种了几十年。希望大家都能耐得住寂寞，得到好的结果。