不能留种的作物都是转基因的吗?
诺一世痴狂0632
导读：常有人把不能留种作为转基因种子的“罪状”.其实并非不能留种的种子都是转基因种子,不能留种的种子是由于利用了杂交优势.转基因种子的判断要依靠分子检测等科学的办法,这并非通过简单观察能做到的.杂交育种在农业生产上不仅极大提高了粮食产量,还促进了整个种子行业的发展.流言：不能留种的种子都是转基因的,转基因种子都是不育的.农民千百年来都自己留种,不能留种是对于农民的剥削.真相：能否留种可以作为判断种子是否是转基因的标准吗?其实,作物能否留种只取决于育种的方式,和转基因技术没有关系.使用了杂交技术、利用了杂种优势的种子就不适合留种.并非所有不能留种的种子都是转基因种子,从技术角度来说,转基因作物也并不是都不能留种,只是在一些国家,由于存在法律协议,让农民不要留种.种植业生产中种子是非常重要的.好的种子意味着长出来的作物抗虫抗病抗旱抗涝性强、产量高,育种产业的核心就是如何选育出拥有优良性状的种子.目前世界上很多优良作物品种都是通过杂交育种的方式培育出来的,这些杂交种子有一个很显著的特点：就是它们的后代不适合再次投入生产中,也就是常说的“不能留种”.有人说这样就剥夺了农民的种子主权,还有人将其与转基因技术联系了起来.这真的是种子公司的阴谋吗?和转基因技术又有什么关系呢?我们先来了解一下杂种优势有关的知识吧.杂种优势及杂种优势利用 为什么要采用杂交育种呢?最重要的原因是杂交育种可以产生杂种优势.杂种优势是指两个基因型不同的亲本杂交以后得到的后代优于亲本的现象.所谓亲本,比如你的父母就是你的亲本,而你是他们的子一代.这里所说的优于亲本并不是说杂交后代各方面都比亲本好,也不是指杂交后代一定会有满足人类需要的性状,杂交后代优势的表现还需要结合具体器官的具体性状来分析.因为杂交后代有这样的特性,人类在农业生产中广泛开展着杂种优势利用的实践.与一般的科学技术发展“先理论、后应用”不同,杂种优势是在经过人类漫长的应用之后才开始由科学家开始研究其机理的.比如马和驴杂交的后代骡子,有马的力气和驴的耐力,在1400年前的古籍中就有记载,人类利用杂种优势的历史显然要比这更早.在西方,孟德尔和达尔文都曾在其各自的著作中提到了杂交后代具有优势的现象.现代科学尽管对杂种优势开展了长时间的研究,仍旧没有对这一现象机理做出全面阐述.比较主要的假说有显性假说、超显性假说、上位性假说和基因组互作假说等.由于不同的作物中杂种优势表现非常不同,我们有理由相信杂种优势的机理在不同物种中是不尽相同的.现代人类在农作物上应用杂种优势最成功的案例无疑是杂交玉米.玉米除了有杂交优势,还有比较明显的近交衰退,和杂种优势正好相反,亲本基因型越相近,玉米越弱小低产.早期的杂交玉米生产中受制于玉米自交系（由单株玉米连续自交多代,经过选择而产生的基因型相对纯合的后代）的产量比较低,主要采用双交种——四个自交系亲本两两组合产生子一代后再杂交获得的种子.现在的杂交玉米基本都是单交种——两个自交系组合产生的子一代,目前我国单交种玉米的播种面积已经占到了全国总播种面积的90%以上.其他还有诸如小麦、水稻、高梁、棉花等作物也有很重要的杂种优势利用研究和推广.美国玉米产量和栽培品种变化历史.从图中可以看出,在应用了双交种,单交种时,美国玉米产量都有了显著提高./Kendall R.Lamkey's maize breeding and quantitative genetics research project 为什么杂交种子不能留种 文章开头提到杂交后代不能留种.通过回顾遗传学的开创者孟德尔的豌豆实验,我们来细究为什么杂交后代不能留种.孟德尔的豌豆实验与性状分离/anthro.palomar.edu 豌豆作为一种自花授粉的植物,亲代可以被认为是纯合子,意味着两对染色体上的基因型是相同的.在孟德尔的实验中经过一次杂交以后的种子（即子一代）的性状是一样的,但是如果子一代再自交一次（得到子二代）,其后代就会出现明显的性状分离.在孟德尔的实验中,把一株黄种皮豌豆和一株绿种皮豌豆杂交后的子一代,都是黄色的.但是让这个子一代的黄种皮豌豆自花授粉产生的子二代,就出现了黄色和绿色两种颜色的种皮.这种现象,就叫做性状分离.在农业生产中,这就好比种植了杂交玉米的农民留下了玉米的种子第二年再次种植,就会发现产量远不如第一年而且抗病虫害能力也会下降,这都是由于杂种优势的消失以及性状分离.而且在遗传学上通过计算,自交代数越多,后代中不同基因型组合的纯合个体也就越多.
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为什么会产生这样的结果呢？他感到这里面肯定隐藏着一个还不为人知的秘密。显然，无论是圆皱的形状差异还是黄绿的颜色差异还是其它几个形态上的差异，它们在亲代和子代之间的遗传都遵循着一个同样的规律，那么这个共同的规律就应该可以用一些通用的符号来表示。于是他把杂交后代所表现出来的形态（专业上叫做“性状”）定为“显性”，不能表现出来的定为“隐性”，也就是说，圆粒的豌豆跟皱粒的豌豆杂交，后代全是圆的，那“圆”就是显性性状，“皱”就是隐性性状，以此类推（如上图）。然后，用大写字母表示控制显性性状的基因（注：孟德尔那个时代还没有基因的概念，他称之为遗传因子）（如R表示圆粒），用小写字母表示控制隐性性状的基因（如r表示皱粒）。他还认为，一个性状由一对基因控制，子代的这对基因中一个来自父方，一个来自母方。
现在我们再回过头来看豌豆的杂交实验（如下图所示）。假设有RR（圆粒）和rr（皱粒）两个品种做杂交，得到的后代（称为F1代）全部都是圆粒的，按照孟德尔的理论，控制F1种子形状的这对基因应该是一个来自父方一个来自母方，即一个R一个r组成Rr。再把这个F1自交种下去（得到F2代）将出现什么情况呢？自交的意思就是父方是Rr母方也是Rr，而一对基因中一个来自父方一个来自母方，这样两两组合的结果就有3种情况：RR、Rr和rr，它们之间的比例如何呢？我们看下面一个表（学过数学排列组合的人应该很容易理解），是RR：Rr：rr=1:2:1，而RR和Rr都是表现出R——圆的性状，所以圆：皱=3:1。
如果同时研究两个性状，如种子形状和种子颜色，那又会是什么情况呢？我们用Y代表黄色，y代表绿色，R代表圆形，r代表皱形，然后用黄色圆形的豌豆（YYRR）和绿色皱形豌豆（yyrr）做杂交（如下图所示），这两个亲本品种都只能产生一种类型的配子，即：YYRR——YR，yyrr——yr，二者杂交，YR配子与yr配子结合，所得后代F1全为YyRr，根据显隐性关系F1全部为黄色圆形。F1在形成配子时，根据分离规律，即Y与y分离，R与r分离，然后每对基因中的一个成员各自进入到下一个配子中，这样，在分离了的各对基因成员之间，便会出现随机的自由组合，即：Y与R组合成YR；Y与r组合成Yr；y与R组合成yR；y与r组合成yr。由于它们彼此间相互组合的机会均等，因此杂种F1（YyRr）能够产生四种不同类型、相等数量的配子。当杂种F1自交时，这四种不同类型的雌雄配子随机结合，便在F2中产生16种组合，共9种基因型。同样由于显隐性关系，这9种基因型只能表现出四种形态，即：黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形、绿色皱形，它们之间的比例为9：3：3：1。&
&&&&&&&这就是孟德尔两大遗传定律——基因的分离定律和自由组合定律：控制某一性状的成对基因，在形成配子时彼此分离，使得配子中只具有成对基因中的一个，从而产生数目相等的、两种类型的配子，且独立地遗传给后代。而具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在F1产生配子时，在同一对基因分离的同时，不同对基因间表现为自由组合。这两个重要规律的发现和提出，为遗传学的诞生和发展奠定了坚实的基础，孟德尔因此被称为“现代遗传学之父”。
&&&&&&&罗里吧嗦说这么多，跟留不留种有什么关系？相信能够理解的人已经看出道道来了。在实际育种应用中，常常需要把不同品种的优秀性状集中在一起，杂交是一种最常用的方法，从上面的例子可以看出，如果我们需要的优秀性状正好是显性的话，杂交后代的表现是非常一致的，农民买的这种配好的杂交种来种，种出来的作物那是清一色的。但是如果用杂交种种出来的作物留种再种，那就会出现性状的分离，良莠不齐，产量品质等等都会大幅度地降低。所谓不能留种就是这样的，涉及到的性状越多，后代分离就越复杂，那田里面种出来的恐怕就跟杂草差不了多少了。
再说转基因作物，不同品种的转基因难度是相差甚远的，比如水稻中作转基因受体最好的材料是中花11，但它在育种应用上不是一个好的材料；而像配制汕优63的两个亲本明恢63和珍汕97，其转基因难度却又相当地大。所以，在做转基因作物研发的时候，可以先利用一些适合做转基因操作的材料，将目标基因导入水稻基因组中，再通过杂交及其它辅助手段培育出适合于育种应用的品种。也就是说，走上市场的转基因种子可能基本上都是杂交种，你想留种可以，只要你有办法自己选育出显性纯合的后代（如上图中基因型为YYRR的后代），也是可以一代一代种下去的。
说明：文中有段文字摘自百度百科-孟德尔遗传规律（），彩图引自中国科普博览（）。关于孟德尔遗传定律很多遗传书上都有介绍，包括高中生物课本，如果本人没有讲清楚，各位看官也可再参考其它书籍。
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不能留种的作物都是转基因的吗？
文章来源原文链接作者常有人把不能留种作为转基因种子的&罪状&。其实并非不能留种的种子都是转基因种子，不能留种的种子是由于利用了杂交优势。转基因种子的判断要依靠分子检 测等科学的办法，这并非通过简单观察能做到的。杂交育种在农业生产上不仅极大提高了粮食产量，还促进了整个种子行业的发展。
流言： 不能留种的种子都是转基因的，转基因种子都是不育的。农民千百年来都自己留种，不能留种是对于农民的剥削。
真相： 能否留种可以作为判断种子是否是转基因的标准吗？其实，作物能否留种只取决于育种的方式，和转基因技术没有关系。使用了杂交技术、利用了杂种优势的种子就 不适合留种。并非所有不能留种的种子都是转基因种子，从技术角度来说，转基因作物也并不是都不能留种，只是在一些国家，由于存在法律协议，让农民不要留 种。
种植业生产中种子是非常重要的。好的种子意味着长出来的作物抗虫抗病抗旱抗涝性强、产量高，育种产业的核心就是如何选育出拥有优良性状的种子。目前世界上很多优良作物品种都是通过 杂交育种的方式培育出来的，这些杂交种子有一个很显著的特点：就是它们的后代不适合再次投入生产中，也就是常说的&不能留种&。有人说这样就剥夺了农民的 种子主权，还有人将其与转基因技术联系了起来。这真的是种子公司的阴谋吗？和转基因技术又有什么关系呢？我们先来了解一下杂种优势有关的知识吧。
杂种优势及杂种优势利用为什么要采用杂交育种呢？最重要的原因是杂交育种可以产生杂种优势。杂种优势是指两个基因型不同的亲本杂交以后得到的后代优于亲本的现象。所谓亲 本，比如你的父母就是你的亲本，而你是他们的子一代。这里所说的优于亲本并不是说杂交后代各方面都比亲本好，也不是指杂交后代一定会有满足人类需要的性 状，杂交后代优势的表现还需要结合具体器官的具体性状来分析。因为杂交后代有这样的特性，人类在农业生产中广泛开展着杂种优势利用的实践。与一般的科学技术发展&先理论、后应用&不同，杂种优势是在经过人类漫长的应用之后才开始由科学家开始研究其机理的。比如马和驴杂交的后代骡子，有 马的力气和驴的耐力，在1400年前的古籍中就有记载，人类利用杂种优势的历史显然要比这更早。在西方，孟德尔和达尔文都曾在其各自的著作中提到了杂交后 代具有优势的现象。现代科学尽管对杂种优势开展了长时间的研究，仍旧没有对这一现象机理做出全面阐述。比较主要的假说有显性假说、超显性假说、上位性假说 和基因组互作假说等。由于不同的作物中杂种优势表现非常不同，我们有理由相信杂种优势的机理在不同物种中是不尽相同的。现代人类在农作物上应用杂种优势最成功的案例无疑是杂交玉米。玉米除了有杂交优势，还有比较明显的近交衰退，和杂种优势正好相反，亲本基因型越相 近，玉米越弱小低产。早期的杂交玉米生产中受制于玉米自交系（由单株玉米连续自交多代，经过选择而产生的基因型相对纯合的后代）的产量比较低，主要采用双 交种&&四个自交系亲本两两组合产生子一代后再杂交获得的种子。现在的杂交玉米基本都是单交种&&两个自交系组合产生的子一代，目前我国单交种玉米的播种 面积已经占到了全国总播种面积的90%以上。其他还有诸如小麦、水稻、高梁、棉花等作物也有很重要的杂种优势利用研究和推广。
美 国玉米产量和栽培品种变化历史。从图中可以看出，在应用了双交种，单交种时，美国玉米产量都有了显著提高。/Kendall R. Lamkey's maize breeding and quantitative genetics research project
为什么杂交种子不能留种文章开头提到杂交后代不能留种。通过回顾遗传学的开创者孟德尔的豌豆实验，我们来细究为什么杂交后代不能留种。
孟德尔的豌豆实验与性状分离/anthro.palomar.edu豌豆作为一种自花授粉的植物，亲代可以被认为是纯合子，意味着两对染色体上的基因型是相同的。在孟德尔的实验中经过一次杂交以后的种子（即子一代） 的性状是一样的，但是如果子一代再自交一次（得到子二代），其后代就会出现明显的性状分离。在孟德尔的实验中，把一株黄种皮豌豆和一株绿种皮豌豆杂交后的 子一代，都是黄色的。但是让这个子一代的黄种皮豌豆自花授粉产生的子二代，就出现了黄色和绿色两种颜色的种皮。这种现象，就叫做性状分离。在农业生产中，这就好比种植了杂交玉米的农民留下了玉米的种子第二年再次种植，就会发现产量远不如第一年而且抗病虫害能力也会下降，这都是由于杂种 优势的消失以及性状分离。而且在遗传学上通过计算，自交代数越多，后代中不同基因型组合的纯合个体也就越多。在实际育种过程中涉及到的作物遗传内容更加复 杂，农业生产上如果利用了杂交种再对杂交后代进行留种的话，作物整齐度会显著下降，纯合后代个体增加的结果是无法继续利用杂种优势，这样也就达不到现代化 生产的要求了。
玉米的花解构与水稻的花结构比较。杂交育种中都需要去雄，在水稻上，去雄是一件极其辛苦的事。/我们还可以结合一个我国在杂种优势利用方面最有名的例子，就是袁隆平院士团队研究出的杂交水稻。水稻是一种自花授粉的植物，人们做水稻杂交时面临的 一个很大问题就是水稻的花特别小无法大量开展去雄、授粉的工作。如果能有一种水稻天生就是雄性不育，那么就可以大大降低去雄授粉的劳动强度。中学语文课本 里杂交水稻的故事里有一个细节：袁隆平的团队在海南发现了一株&野败&水稻，大喜过望。这个野败就是雄性不育的水稻。袁隆平团队利用了水稻由细胞质和细胞 核基因相互作用而产生雄性不育性状，开发出了一种优良的雄性不育系，这种方法被称为三系制种法。
三系指的是保持系，雄性不育和恢复系。保持系能使母本结籽，又能保持原有自交系的性状。恢复系的花粉授与不育系后，能使不育系的后代恢复正常，开花结籽。能得到水稻杂交种，并且一直保持不育系的不育性，可以不断用于制种。/如果将得到的杂交种（S）Rfrf留种再用于生产的话，除了上面提到过的性状分离的问题以外，得到的后代里甚至会有不育的（S）rfrf型。这样做肯定是得不偿失的。三系制种法是比较早的时期采用的杂交水稻制种法，随着科学研究的深入，目前开发出了光温诱导雄性不育系的二系制种法，在合理利用环境条件前提下简化了制种步骤。
杂交育种和转基因种子上面说了很多与杂种优势、杂交种子有关的事情，那么到底不能留种和转基因种子有什么关系呢？可以说，两者基本没什么关系。不能留种的种子不一定是转基因种子，转基因种子也不一定不能留种。现在我国存在的转基因种子很多都是转基因作物之间或与常规品种杂交得到的。比如转基因抗虫棉中棉所51，其母本是丰产优质转基因抗虫棉中棉所41选 系971201，父本是综合性状较好的棕色彩色棉RILB263102。这样做的原因是一般不会利用转基因技术直接将目的基因导入到已经大面积推广的品种 中去，而是利用转基因技术创造出新的种质资源，通过杂交育种的手段尽可能地将多个品种的优良性状集中到一个新的杂种材料里，这样可以更好地培育出新的综合 性状优良的品种。正是因为转基因种子往往会经过杂交育种这一步，&不能留种&在一些不明就里的人眼中成了种子是转基因的&罪证&。现在我们可以知道，能否留种和是否 转基因之间是不能划等号的，要想确定一种作物是否是转基因品种，最好的办法还是拿到专业检测机构进行分子检测，用能否留种或者各种流传的观察外观等方法都 是不靠谱的。还有一种看起来很有道理的将不能留种与转基因联系起来的说法是关于&终结...
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