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從8000年前至今，水稻從始至終都是人類賴以為生的主要糧食作物,。能否清晰認識水稻,，不僅關(guān)系到我們的飯碗，還關(guān)系到人類的未來,。中國的雜交水稻給世界農(nóng)業(yè)帶來希望,。從水稻身上，我們也學(xué)到越來越多植物生存的奧義,，其實,，科學(xué)就在我們的身邊，就在我們面前的飯碗里,。人類栽培的水稻有兩個種，分別是非洲栽培稻和亞洲栽培稻,。非洲栽培稻的種植面積很小,，僅在非洲分布。而亞洲栽培稻的種植區(qū)域遍布五大洲,，以亞洲種植最為集中,。雖然不同品種的大米，口感,、味道都有所不同,，但在絕大多數(shù)情況下，我們吃到的米飯都是由“亞洲栽培稻”提供的,。當(dāng)然,，如果你有機會深入非洲，還有可能吃到它的兄弟——“非洲栽培稻”的籽粒,。不過,，后者的產(chǎn)量和種植面積都不及前者。如今,，亞洲栽培稻大有一統(tǒng)江湖之勢,。水稻之所以能成為我們的糧食，是因為掌管籽粒脫落的基因出現(xiàn)了問題,，它們失去了散播種子的能力,。所有的籽粒都只能乖乖地守在稻穗上，等待農(nóng)民伯伯去收割,。通常來說,，植物的種子在成熟之后就會脫離母體去尋找新的生活區(qū)域,，禾草類植物的種子更是如此，它們隨時成熟隨時掉落,。野生植物媽媽們都在費盡心思傳播自己的種子,，野生稻也不例外。它們的種子成熟時便自動脫落,，順著水流漂蕩到很遠的地方開疆拓土,。這顯然不是人類喜歡的特性,，在長期的采集過程中,，一些谷粒愿意留在枝頭的水稻被我們的祖先注意到，從此開始從選擇落粒性降低的角度對水稻進行馴化的過程,。研究人員使用了一種巧妙的尋找落粒抑制突變體的方法,，來發(fā)現(xiàn)新的水稻落粒調(diào)控基因，并同時與已知的落粒調(diào)控基因聯(lián)系起來,。人類對于水稻落?；蛴辛诵碌恼J識，而這是類似的基因突變,，讓谷粒留在了稻穗之上,，也最終留住了人類，讓人類成為這些植物的服務(wù)供應(yīng)商,。說到中國水稻就不能不提雜交水稻,，說到雜交水稻，就不能不提袁隆平院士,。袁隆平畢業(yè)之后就一直在從事水稻的育種工作,。這項工作看起來簡單，就是從稻田中選出那些谷粒大,、穗子長,、抗病蟲的稻谷保存下來。待來年開春,，再把這些谷粒播種下去,，就能得到更多更優(yōu)質(zhì)的稻谷了。但是,，這個過程漫長而枯燥,，很可能有好多年都不會出現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的種子。有的人可能會問,，把那些長得好的水稻進行雜交,，不就能得到更好的種子了嗎？這話說得沒錯,，并且從很早之前開始,，這個手段已經(jīng)被運用在西瓜,、西紅柿等的農(nóng)作物身上了。2010年,，來自以色列希伯來大學(xué)和美國冷泉港實驗室的研究人員,，在英國《自然》雜志上發(fā)表的一項研究?？茖W(xué)家通過實驗發(fā)現(xiàn),，讓雜交產(chǎn)量大增的原因，竟然是一個本該促使西紅柿開花的基因失去了作用,，而這種有“缺陷”的個體會長出更茂盛的枝葉,。當(dāng)這些“缺陷”個體跟正常個體雜交時，茂盛生長和結(jié)果這兩組基因就結(jié)合在了一起,。于是,，雜交個體便具有了高產(chǎn)特性。水稻的雜交并不容易實現(xiàn),。水稻的雌蕊和雄蕊是同時成熟的,，一旦開花，所有的雌蕊都會被自家雄蕊產(chǎn)生的花粉占領(lǐng),。根本輪不到人們把外來的花粉送上去,，也就不可能出現(xiàn)雜交的個體了。然而功夫不負有心人,，袁隆平在稻田中發(fā)現(xiàn)了一株稻穗特別壯碩的水稻,。他把這個稻穗細心收好，播種到田里,，發(fā)現(xiàn)種出的水稻全然不像它們的父輩那樣健壯,，不僅稻桿高高矮矮差異明顯 ，連谷穗也是大大小小各不相同,。不過,，這樣的天然雜交個體出現(xiàn)的概率實在是太低了，在自然傳粉的情況下,，水稻的異花授粉比率低于5%,。那么，怎樣才能高效地制造出雜交水稻的種子呢,？可能有人會說,，直接把一些水稻花的雄蕊去掉，用其他花朵給它們授粉不就好了,。如果你見過水稻開花,，就會發(fā)現(xiàn)這個做法并不可行，每個稻穗上都有上百朵小花，每朵小花有6個雄蕊,，想要把這些雄蕊挑揀干凈,，簡直是不可能完成的任務(wù)。水稻育種就此進入死胡同了嗎,？袁隆平想到了另一條路——去尋找那些雄蕊本來就不發(fā)育的水稻個體,，在接受了正常水稻花粉之后，這些雄性不育的水稻結(jié)出了谷穗,，并且它們的后代里面也有雄蕊不發(fā)育的個體,。1966年，這項研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了學(xué)術(shù)期刊上,，但是當(dāng)時并沒有引起大家的關(guān)注,。這些雜交后代，并沒有如大家想象的那樣長得更高更壯,。于是,，社會上出現(xiàn)了“雜交無用論”的爭議。為什么雜交后的水稻沒有優(yōu)勢呢,？這主要是因為，這些栽培的雄性不育水稻同其他水稻的關(guān)系太親近了,。就如同動物界的近親繁殖,，有很大的可能會生下有缺陷的后代一樣，這些關(guān)系親近的水稻一樣不會有什么太好的結(jié)果,。不過,，故事并沒有就此結(jié)束。在海南發(fā)現(xiàn)的一株雄性不育的野生稻,，拯救了雜交水稻事業(yè),。在引入這株名為“野敗”的水稻個體之后，整個雜交水稻的道路被打通了,。在此后的1976年,，全國推廣雜交水稻208萬畝，增產(chǎn)幅度普遍在20%以上,。中國的糧食產(chǎn)量達到了劃時代的高度,。中國的雜交水稻成為世界農(nóng)業(yè)史上一個重要的里程碑。隨著生活水平的提升,，人們越來越關(guān)注飲食健康,，并把注意力放在糙米身上。越來越多的人開始吃全麥面包和糙米,，希望從這些食物中獲得更多的營養(yǎng),。那么，究竟什么是糙米呢？要找一個完整的水稻籽粒,，其實也不難,，超市和菜市場里出售的紫米就是完整的水稻籽粒。我們喝紫米粥的時候,，會感覺到紫米有個稍硬的外殼,，那就是水稻的果皮和種皮結(jié)合體。包括水稻在內(nèi)的所有禾本科植物的果實的種皮和果皮都是合在一起的,，我們根本沒辦法把它們剝開,，這樣的果子叫穎果。因此,，水稻籽粒的外皮我們也可以叫果皮,，也可以叫種皮，但是都不準(zhǔn)確,。因為給紫米上色的花青素都分布在果皮上,，所以我們吃紫米的時候都是帶皮吃的。如果把這層皮脫掉,，那紫米就和普通的大米沒什么兩樣了,。當(dāng)我們嘗試著把紫米粒用水稍稍浸濕，耐心地把這層外皮剝掉,，在米粒的一端就會發(fā)現(xiàn)一個顏色有差別的乳白色白點,，那才是水稻籽粒真正的核心——胚，它們將來會長成水稻的身體,。果皮和胚都會影響人們的口感,，所以人們在加工稻米的時候把它們都去掉了。因此,，我們吃的都是精米?，F(xiàn)在有人又說我們該吃點糙米了，因為果皮上富含維生素,，更有助于人體的健康,，即便糙米口感不佳，但也正在被更多人所接受,。
本文來自《知識就是力量》雜志,，原標(biāo)題《水稻：飯碗里的科學(xué)之光》，作者史軍,，有刪改,，原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請注明來源。
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