知乎日報：誘變 你不知道的傳統育種

　　首發於基因農業網：誘變，你不知道的傳統育種

　　對於城市裏的生活的人們來説，農業一向離生活很遠。農業並不是什麼田園牧歌，不是水稻在金光閃閃的水田裏毫不被幹預就茁壯生長然後就變成碗裏值得歌頌的香噴噴的白米飯。農業是指縫裏洗不掉的泥土，是枯燥的重複，是勞作後身體的痠痛。農業的本質就是“不自然”的，它其是人類改造自然的最好例子。所謂自然的，有機的，綠色的“農業”只不過是復古的潮流;是商人為了賺錢給消費者營造出來的幻覺;是某些階層標榜身份的“奢飾品”。

　　我們周圍的一切食物，蔬菜，水果，穀物，甚至肉類，沒有什麼是“自然”的，因為他們都是人類靠着智慧一點一點從他們的野生祖先中馴化得到的。舉兩個簡單的例子，胡蘿蔔和香蕉。根據已有的資料，胡蘿蔔被馴化成蔬菜是在 1000 多年前，從下面的圖中可以看出，野生胡蘿蔔看起來並不是鮮豔的橘黃色，甚至沒有什麼可食用的部分，基本上就是一根乾癟的塊根。而香蕉的馴化更早一些，已經有大概七千年的歷史，野生香蕉裏面有着大量的種子，並不能像我們吃香蕉一樣剝開皮就能吃。

　　誘變育種

　　META (Mutation Enhanced Technologies for Agriculture)是一個聯合國糧食和農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)和國際原子能機構(International Atomic Energy Agency，IAEA)合作的一個項目，這個數據庫記錄了所有已經商業化或者官方正式發佈的，通過誘變育種得到的植物品種。其中的突變品種數據庫(Mutant Variety Database, MVGS，http://mvgs.iaea.org/AboutMutantVarities.aspx)可以查到，截止到 2015 年 9 月，已經有 3222 種突變品種登記在這個數據庫裏。其中包括了各種主糧作物，蔬菜和水果。

　　生物的突變是演化的原材料，各種形式的突變在自然條件下時刻在發生，傳統的植物育種家需要靠敏鋭的觀察力通過表型去發現這些突變，然後選出來用來進行雜交或者自交從而保留這些突變。而誘變育種主要採用化學或者物理誘變的方式，人工的加速突變的速率，從而加速育種的速度。

　　化學誘變

　　很多化學誘變劑可以用來進行化學誘變，比較常用的是一類烷化劑，這類誘變劑最常用的是甲基磺酸乙脂(EMS)和硫酸二乙酯(DMS)，這兩種化學物質都具有非常強的毒性和致癌性。其使用方法很簡單簡單，將其稀釋到一定濃度，然後將需要進行誘變的種子放進去泡一段時間就好，之後將誘變過得種子發芽，選出具有所需性狀表型的植物再通過自交或者雜交選出能夠穩定遺傳的突變體。篩選的工作量非常巨大，那番茄來説，有時候要篩選上萬個種子才能找到所需的性狀。

　　物理誘變

　　另外一種就是物理誘變，其原理是利用各種輻射去加速植物的突變率，其中常用的有 gamma 射線，紫外線，X 射線，γ射線，質子射線等等。這些操作都需要特殊的設備，比較有名的一個是日本的輻射育種研究所的實驗裝置。

　　在中間的就是用於輻射處理的塔，周圍是試驗田。

　　誘變育種的未來?

　　儘管誘變育種看起來很危險，也會用到很危險的化學試劑或者輻射，但實際上這種技術一點也不危險，已經被人類用於作物改良近 100 年了。而所謂的”有機食品“並不排斥通過誘變育種得到的作物，所以花大價錢買來的有機食品很可能並沒有你想象中的那麼“天然”。

　　誘變育種能夠為作物改良提供更多的有利突變，但是缺點也顯而易見，由於突變是隨機出現的，所以篩選的工作量非常巨大，而且突變往往不會只發生在某一個位置，所以還要通過遺傳學的方法通過一代代的雜交去去除這些不利的突變。

　　而隨着生物技術的發展，如今已經有了更為快速的方法，這就是基因編輯技術，科學家可以有目的的定點突變掉某個基因，從而得到所需的性狀。這類技術從操作上可能需要用到“轉基因技術”，但是從原理上來説它並沒有引入新的基因，只是突變植物本身的基因，所以本質上是和誘變育種一樣的，而且更為精確。目前在一些國家已經規定通過基因編輯技術得到的改良作物不需要額外的安全試驗。但是在另外一些國家，比如歐洲仍然處於爭論中。