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十、现代作物新品种
你知道吗？萝卜的食用部分是块根，甘蓝的食用部分是地上的球茎，能不能培育出一种地上结甘蓝，地下长萝卜的新型农作物呢？类似的想法还有很多，比如番茄-马铃薯、白菜-甜菜等，这些想法能实现吗？
1。白菜-甘蓝
白菜是十字花科芸薹属植物，是我国北方最常食用的蔬菜。甘蓝又叫洋白菜，也属于十字花科芸薹属，能形成叶球。甘蓝也是非常常见的蔬菜，它的叶球可以炒，可以煮，也可以凉拌、腌渍或制干菜。
白菜产量高，易储藏，但不能形成叶球。在储藏时需要不断剥去外面的叶子，这使储藏白菜的损耗很大。甘蓝产量低，口味不如白菜，但能形成叶球，易于运输。所以人们想到，能不能让白菜和甘蓝杂交，得到一种拥有白菜的产量和品质，却又能像甘蓝一样形成叶球的新品种蔬菜？白菜和甘蓝虽然都属于十字花科芸薹属，但它们是不同的物种。白菜的体细胞有20条染色体，甘蓝体细胞有18条染色体。在自然状态下这两个物种是不能产生可育的杂交后代的，这就是自然界的生殖隔离现象。如果让白菜和甘蓝进行有性杂交，产生杂种一代白菜-甘蓝，体细胞染色体数目为19，属于异源二倍体。由于异源二倍体没有同源染色体，通过减数分裂产生有效配子的可能性很小，所以是高度不育的。这时可以用化学药物（如秋水仙素）让异源二倍体的幼苗染色体加倍，成为异源四倍体。这个异源四倍体的体细胞中就存在成对的同源染色体了，就可以自行繁殖后代了。这个新品种就是我们现在常见的白菜-甘蓝（图5-8）。
图5-8白菜-甘蓝
2。抗虫棉
棉花是我国重要的经济作物。我国的棉花种植面积总共有7500万亩，占全世界的15%左右。与棉花相关的产业吸纳了1900万人就业。在我国的新疆、河南、安徽、山东等省区有大面积的棉花种植区。棉花有一种重要的害虫叫棉铃虫。棉铃虫的幼虫能危害棉花的顶尖、蕾、花、铃，造成受害的蕾、花、铃大量脱落，对棉花产量影响很大。我国每年由棉铃虫造成的经济损失就达几十亿元。
为了对付棉铃虫，1991年在国家高技术研究发展计划（863计划）中启动了抗虫棉研制工作。1996年抗虫棉研制成功，1997年大面积推广。
人们发现，苏云金芽孢杆菌能产生一种Bt毒蛋白。这种毒蛋白在哺乳动物的胃液作用下几秒内就能被完全降解，所以它对人畜无害。毒蛋白能导致棉铃虫、红铃虫等少数鳞翅目昆虫的消化道溃烂，最终致其死亡。科学家就想，能不能将苏云金芽孢杆菌体内控制毒蛋白的基因提取出来，转移到棉花体内，让棉花也能产生Bt毒蛋白，从而抵抗棉铃虫的破坏呢？经过努力，科研人员培育出了拥有抗虫基因的抗虫棉。这种抗虫棉不但能抵抗棉铃虫的破坏，还能节省农药，减轻环境污染，有重要的经济意义和环保意义。
3。彩色棉花
棉花是锦葵科棉属植物的种子纤维，绝大多数亚热带国家都有生产。世界上棉花产量较高的国家有中国、美国和印度。我们常见的棉花都是白色的，其实还有其他颜色的棉花。过去美洲的印第安人就曾经种植过褐色的棉花，但这种棉花的纤维太短，无法织布，只能做填充材料。
20世纪80年代，美国植物学家福克斯发现了这种彩色棉花，经过她的选择和精心培育，不仅棉花的花色品种增多了，还得到了纤维长度和强度可供织布的新品种。她为这些棉花申请了专利，还在1989年创立了天然棉花色彩公司。公司销售的棉布有红褐色的“小狼”棉、黄褐色的“野牛”棉和橄榄绿的“绿树”棉。这些棉布不需经过任何化学染料的处理，其生产制作过程不会造成环境污染，也不会对人体产生伤害。
我国于1994年开始彩色棉花育种的研究和开发，目前已经培育出了棕、绿、黄、红、紫等色泽的彩色棉花。有些品种的彩色棉花在质量、色泽等方面还处于国际领先水平呢。
4。彩色小麦
小麦是中国第二大粮食作物，产量和消费量约占中国粮食总量的四分之一。我们经常在商店、蛋糕房里看到各种颜色的面食。为了让这些面食拥有好看的颜色，商家会往里面添加色素。天然色素非常贵，会大大增加成本。许多商家就使用人工色素，这些色素都是化学合成的，食用多了会对人体造成危害。彩色小麦的出现解决了这一难题。
我国小麦育种专家周中普和他的科研团队经过十多年的艰辛努力，用普通小麦与偃麦草、冰草等进行远缘杂交，结合化学诱变、物理诱变等育种方法，培育出了黑色、紫色、绿色、咖啡色、蓝色等五颜六色的小麦，其中新培育出来的绿色小麦在全世界较为罕见。
据专家介绍，彩色小麦种皮中的色素是一种苷类物质，在普通小麦中含量极少。彩色小麦富含碘、硒、钙、铁、锌等多种微量元素，这些微量元素对人类能起到保健作用，因而又被称为保健小麦。
我们可以利用这些彩色小麦磨出的面粉生产出彩色挂面、彩色面包、彩色饺子等既让人赏心悦目，又可以放心食用的美食。
5。无子西瓜
炎炎夏日，吃一块西瓜解暑，是我们经常做的。在吃西瓜的时候，西瓜籽是令人讨厌的东西。这时我们常常会不由自主地想，要是西瓜里没有籽就好了。下面我们就介绍一种没有籽的西瓜——无子西瓜。
普通西瓜是二倍体，果肉细胞有22条染色体。农业工作者利用普通西瓜培育出了三倍体无子西瓜，果肉细胞有33条染色体。这种西瓜个大、含糖量高、口感好、易贮藏，而且吃起来不用吐籽，备受人们的青睐。
无子西瓜是怎么得到的呢？首先种植二倍体西瓜的种子，得到二倍体幼苗。将一部分二倍体幼苗用秋水仙素处理，使其染色体加倍成为四倍体。再让四倍体作母本，授以二倍体的花粉，当年在四倍体植株上结的西瓜是四倍体西瓜，西瓜里的种子则是三倍体种子。第二年将这些三倍体种子种下去，得到三倍体植株，开花后再授以二倍体的花粉，结的西瓜就是三倍体无子西瓜。无子西瓜并不是真的无籽，是种子发育不好，在西瓜里有很软的白色的种皮。其原因是三倍体植株在产生配子时联会紊乱，不能产生正常的配子，所以虽然授给它二倍体的花粉，它的胚和胚乳发育不正常（注意不是不能发育），所以可看到发育不好的白色的种皮。
那么，既然无子西瓜不结籽，为什么还要给它授以二倍体的花粉呢？原因是授粉后花粉萌发产生花粉管。花粉管在生长过程中，能将其含有的色氨酸酶系分泌到雌蕊组织，使花柱和子房产生大量的生长素。随着花粉管的伸长，雌蕊各部分生长素含量高峰按花柱顶端、花柱基部和子房的顺序出现。这些生长素使子房发育成果实。
不仅如此，由于花粉中不断向花柱分泌各种酶类，雌蕊组织中的碳水化合物和蛋白质的代谢作用都在加强，呼吸作用也在加强。受粉后的雌蕊组织吸收水分和无机盐的能力也在加强，即子房的代谢迅速加强，细胞分裂也非常旺盛，子房成为植株的代谢活跃重心，最后发育成果实。这种现象被称为花粉蒙导作用。
那么，我们为什么称这种西瓜为无子西瓜而不称之为无籽西瓜呢？这是因为无子西瓜是三倍体，在产生配子时同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子，是高度不孕的，也就是不能通过有性生殖产生后代。它的果实里没有籽是由遗传物质决定的，属于可遗传的变异。如果我们用组织培养的方法让无子西瓜产生了后代，它的所有后代仍然不能结籽。
将一定浓度的生长素涂在没有授粉的番茄花蕾上，过一段时间也能得到番茄果实，但是这种果实没有籽。这种无籽变异不是由遗传物质决定的，我们用组织培养的方式获得了无籽番茄的子代，其子代如果正常授粉就会结籽，所以无籽番茄和无子西瓜在遗传意义上是不同的。