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种康院士作题为《作物驯化与盘中餐》报告

时间:2023-10-24来源:作者:

  作为中国科学院“千名院士·千场科普”行动中的一项活动,北京青少年科技俱乐部“科学名家讲座”报告会于10月15日在中国科学院学术会堂举行,中国科学院院士、中国科学院植物研究所研究员种康作报告,题为《作物驯化与盘中餐》。北京青少年科技俱乐部17所基地学校330多名师生参加报告会。

 

北京青少年科技俱乐部 “科学名家讲座”现场

 

  种康院士在报告中强调,驯化与育种是人类文明和社会进步的基石。他讲述了从原始社会到农耕文明出现直到现代社会,人类驯化与育种活动的历程。

  “40亿年前生命起源,4.2亿年前陆生植物出现,1.4亿年前被子植物出现,20万年前现代人类出现,1万年前农家品种出现,100年前现代农家品种出现。”

  植物是人类食物的主要提供者。尽管全球约有3万种可食用的植物,但人类仅用了其中的30种养育这个世界。其中,5类谷物水稻、小麦、玉米、高梁和粟类(如御谷,谷子,黍),为全球人口提供了总能量的60%;10种作物为人类和家养动物提供了所消耗食物的95%。因此,农业上大规模种植的作物仅有几十种。

  人类赖以生存的作物,均由人类从野生植物驯化、培育而来。驯化,是人们在生产生活实践中的一种文明进步行为,是将野生的动物和植物的自然繁殖过程变为人工控制下的过程。育种,是通过创造遗传变异、改良遗传特性,以培育优良动植物新品种的技术,以遗传学为理论基础,综合应用生态、生理生化、病理和生物统计等多种学科知识。农业,是利用动植物的生长发育规律,通过人工培育获得产品的产业。

  生命科学发展推动着育种技术升级。在遗传育种方面,1930年代出现了杂交玉米;1960年代发生了水稻和小麦“绿色革命” (半矮杆育种技术)。在分子育种方面,1980年代出现了转基因技术及品种。在设计育种方面,2010年代出现了基因组设计品种(基因组编辑技术)。

  种康院士指出,功能基因的魔力,在其对作物的定向改良。他介绍了1983年诺贝尔科学奖——玉米染色体中转座子的发现。诺奖得主麦克林托克发现,跳跃基因是新基因产生和进化驱动的另一重要因子。植物中含有大量的转座子。然而种康院士说,转座子被认为是“天方夜潭”这种认知竟长达25年!他说,基因转化科学基础,是物种互作将微生物基因带入植物基因组。1974年,德国和比利时科学家发现根癌农杆菌含有一巨大的质粒,T-DNA区域可重组到宿主DNA中去,并进一步发现它和植物肿瘤的形成有直接关系(可产生生长素和细胞分裂素)。这一质粒也因此而被称为Ti质粒。

  种康院士指出,目前,科学家还没有能力创造出具有生物学功能的全新基因,仅能利用自然界中已有的基因。

  种康院士在报告中列举实例讲述了科学家以科技成果报效祖国的科学家精神。

  蔡希陶先生突破高端工业原料国外“卡脖子”问题。

  有世界“橡胶之王”称号的三叶橡胶,原产于巴西。《大英百科全书》认为三叶橡胶只能在热带地区大约赤道南或北10度以内生长,西方判定中国没有一寸土地能使橡胶树存活。

  蔡希陶先生勇于探索,创新技术,实现了橡胶树在我国海南岛北纬18~24°大面积种植。他提出河口、西双版纳等地有大面积的平原和丘陵地适宜三叶橡胶的种植,成功地突破世界传统植胶区,实现橡胶北移,摆脱了西方国家对中国橡胶禁运的局面。

  李家洋院士探索基因工程生产橡胶—橡胶草。

  橡胶草为蒲公英属草本植物,被认为最有可能成为替代生产天然橡胶的经济作物和科学研究的模式植物,引起国内外广泛研究关注。李家洋院士研究组破译橡胶草基因组,建立了遗传转化体系,加速橡胶草从野生植物向经济作物的驯化,进一步推动我国天然橡胶产业的发展。21世纪以来,世界各国相继成立了天然橡胶研究计划,如美国“卓越计划”、欧盟“珍珠计划”与“DRIVE4EU计划”、德国的“RUBIN计划”等。相比之下,我国则研究相对较少。2015年4月中国“蒲公英橡胶产业技术创新战略联盟”正式成立。

  许智宏院士首创大豆组织培养技术。他的研究领域为植物激素基础理论与植物生物技术。他的主要成果是首创大豆等植物组织培养体系;发现生长素运输作用机制。

  种康院士提出了中国杰出科学家创业故事的启示。珍惜:国家给青少年创造的良好学习生活条件。梦想:远大理想是前进的灯塔。立地:脚踏实地是实现个人梦想必然途径。责任:心系国家之需是科学家的责任。未来:依靠现在的青少年,少年强则国强。

  种康院士的报告受到了与会师生的欢迎,学生们向种康院士请教问题非常踊跃。

师生互动提问环节

同学们向种康院士请教问题并请求签名

  

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