“‘狗尾巴草是小米的祖先’‘水稻最早是匍匐的’‘西紅柿來自南美’……這些我們?nèi)粘I钪械氖巢?,其實起源于自然界中的某種雜草?!苯?,在北京國家植物園啟動的2024年“植物總動園”活動現(xiàn)場,中國植物學會理事長、中國科學院院士種康這一生動有趣的開場白,引來諸多青少年驚呼。
中國植物學會理事長、中國科學院院士種康致辭。主辦方供圖
中國植物學會理事長、中國科學院院士種康作科普報告。主辦方供圖
馴化與育種是人類文明和社會進步的基石。當天,種康以“植物星球與人類生活”為題,為青少年講述了植物馴化的魔力。
全球可食用植物約3萬種
食物不僅是人類生存發(fā)展的物質(zhì)基礎,更是美好生活的要素。
“而植物是人類食物的主要提供者。”種康告訴記者,從理論上來講,所有植物都可以馴化。其從野生到栽培,或者到馴化,目的是為人類所用。在原始人的時候,是樹上結什么果實,我們就直接摘下來吃,或者我們看到什么果子,直接拿著吃,這是一種直接利用自然界植物的某些器官作為我們的食物。馴化,則是我們利用已有的一些經(jīng)驗或者知識,按照生存需求對野生植物進行控制并開發(fā)利用。比如,栽培番茄由野生醋栗番茄馴化而來,在馴化和培育過程中,其果實增大了百倍。
種康以葡萄為例,講解了原始的葡萄也就是野葡萄,個小、口感酸澀,我們通過馴化去選含糖量高一點,使酸和糖比例合適,包括顏色、大小、質(zhì)地等,這就是我們對于它品質(zhì)馴化的一個過程。
“原來的馴化基本是以千年的時間跨度來計,但是隨著遺傳學等科學技術的發(fā)展,植物的馴化周期大幅縮短?!狈N康介紹說,原因在于我們知道了控制性狀的一些關鍵因子,并能夠操作這些因子,所以,能夠很快達成馴化的目標。馴化時間也由最初的幾千年縮短到現(xiàn)在的幾年。
然而,在全球約3萬種可食用的植物中,人類僅用了30種養(yǎng)育這個世界。其中,水稻、小麥、玉米、高粱和粟類(如御谷、谷子、黍)5類谷物,為全球人口提供了總能量的60%;10種作物為人類和家養(yǎng)動物提供了所消耗食物的95%。因此,農(nóng)業(yè)上大規(guī)模種植的作物僅有幾十種。
好吃又健康的食物或可“定制”
野生植物之所以能夠在自然界存在,是有它的進化目標:繁衍存續(xù)。對于動植物而言,都一樣,要先保命。
“但是對于馴化,不僅要活下來,還必須要收獲需要的器官,所以,馴化和進化有矛盾,而育種的最高境界就是能夠讓這兩個矛盾達到最佳的平衡點?!狈N康說。
育種是通過創(chuàng)造遺傳變異、改良遺傳特性,來培育優(yōu)良動植物新品種的技術。
種康介紹說,從廣義上來講,生物育種技術的發(fā)展經(jīng)歷主要有三個時期:原始馴化選育(1.0版)、雜交育種(2.0版)、分子育種(3.0版)。分子設計育種(4.0版)則是育種的未來方向。
在人類想盡辦法馴化野生植物的同時,有人卻“懷念”野生的味道,他們認為,野生的就好吃、健康。
對此,種康表示,因為你所追求的所謂原生態(tài),多數(shù)和你的記憶有關系?,F(xiàn)在這味道不如小時候那個味道,這是你把那時作為一個參照,要重回以前味道并非難事。
種康介紹,除了甜之外的野生植物的風味大都是其次生代謝產(chǎn)物。而在追求高產(chǎn)的育種過程中,可能會使其降低,造成了一些風味的減少。隨著社會的發(fā)展,如今的育種已經(jīng)不再只追求高產(chǎn)了,育種目標也開始轉向,在追求高產(chǎn)的同時,也要追求好吃和健康。
比如西紅柿,現(xiàn)在的沒有原來的味道濃,那是因為它次生代謝產(chǎn)物合成的速度和生長速度不匹配,這個可以用分子設計育種手段來解決,你需要什么,我們就可以“定制”給你。當然,還是鼓勵少打農(nóng)藥,用自然接近自然的方法培育較好。