日前,国家安全部近日披露5起国家安全领域典型案例,其中,“间谍窃取我国杂交水稻亲本种子”一案登上热搜。为什么间谍机构要偷种子?他们盯上的种子有多特别?会对我们产生什么影响呢?今天我们就聊聊这个问题。
图片来源:央视新闻微博
得从杂交优势说起
估计不少人留意到,这次新闻里报道提到了杂交水稻的“亲本稻种”,这可不是一般的种子。
在解读什么是“亲本稻种”之前,我们首先要了解下杂交的概念。在生物学上,不同的种属或者品种的交配被称为杂交,比如大家非常熟悉的杂交水稻就是由几种水稻品系杂交而来。
为什么要进行杂交?这就不得不提一个重要的生物学概念了:杂种优势(heterosis)。这是指杂交种的第一代在诸多生物学性能方面优于亲本的现象 (仔细看这个定义,下面要考~)。
杂种优势在多种生物中均得到体现。动物里杂交种在体型、繁殖性能、肉质等方面具有优势,比如马和驴杂交后的骡子有较强的体力和耐力,能在艰苦条件下工作,且性情相对温顺;植物里杂交种的生长、抗逆、品质等方面优于亲本,比如杂交水稻高产、抗病、抗倒伏。正因为如此,杂交是农业生产上育种的重要策略 。
作物的杂种优势示意图|作者绘制
但是,杂交育种,有时候可没那么容易。今天中国人饭碗里的杂交水稻,当年就经历了重重困难。
得到杂交水稻
太难了!
早在100多年前,科学家就提出了水稻具有杂种优势的理论。但是,理论归理论,实际操作却困难重重。一个重要的因素就在于水稻的特殊性,雌雄同株。也就是同一株上既有雄花又有雌花,那么水稻会自花授粉,结果就是自交,自然没办法进行杂交而获得杂种优势了。
稻花结构 图片来源:参考文献1,作者自行汉化
在这种情况下,人们要怎么得到杂交的水稻呢?
一种解决思路就是人工去雄 :把每朵花的雄蕊去掉只保留雌蕊,然后用其他花的雄蕊和它进行杂交(小tip:为什么是去雄蕊而非去雌蕊呢?因为雄蕊主要负责产生花粉,而雌蕊则要负责接受花粉、并最终发育成果实,如果去掉了雌蕊,就没法结果了)。
但是水稻的花非常微小,而且十分细碎,大家不妨从水稻的稻穗大小来反推一下,就可以看出这去雄的难度。更别提,你还要跟水稻抢时间,一不小心人家就自花授粉了(毕竟对于水稻来说这更便捷)。因此,尽管人工去雄的方法理论上可行,但是实际操作难度非常大。想靠这种方法大规模得到杂交水稻,几乎是天方夜谭 。
科学家只能寻求另一种策略,就是找一种水稻变异株——雄性不育系(简称不育系)。 这种水稻雄蕊发生了退化,只有雌蕊,无法进行自花授粉,它要进行繁殖只能和其他水稻杂交,这样就可以在开发杂交水稻的时候极大节省人力资源。
在过去很长的时期内,全世界的水稻育种学家都在苦苦寻找自然界里的雄性不育系。然而,在上世纪60年代之前,这种植株从未报道过,它到底是什么样子大家也不知道,唯一的办法就是到稻田里去寻找。而这也是杂交水稻最艰难的一步,我国科学家为此付出了巨大的努力,从袁隆平这篇60年前的论文中,我们可以看出当年的艰难 [2]。
图片来源:参考文献2
在论文中,袁老讲述了他们寻找不育系的经过:水稻抽穗期间一般是6~7月,正是一年最热的时候,科研人员要在大晴天(而且是最热的中午)拿着放大镜和镊子,挨个对每株水稻进行检查筛选。既要辨别水稻的开花状况,又要分辨花药的情形。经过反复筛选,他们才在14000余穗、4个品种中找到了6株雄性不育植株。
图片来源:参考文献2
尽管这次结果令人欣喜,但是在后续的杂交中科研人员却发现,这种杂交水稻并不能实现100%的后代不育,换句话,这些杂交种的后代有不少会发育成雌雄同株,又获得了自交的能力(这就不大好了)。
为了解决这个问题,科学家只能从天然的水稻中去寻找不育系了。毕竟农田里的水稻都是经过了人类多年层层筛选驯化,雄性不育这种大家不大喜欢的性状大概率会被筛选掉。经过长期的努力,最终在1970年,科学家们成功在海南三亚的野生水稻中找到了野生的雄性不育株,这就是大名鼎鼎的“野败” 。
有了野败,中国成功地在1973年建成了杂交水稻“三系”配套,也就是通过三种亲本株来实现杂交水稻 。当时的平均亩产在矮化育种的基础上增产20%,这意味着该品种每年能多养活7000万人。杂交水稻的成功被称为“第二次绿色革命”,帮助中国完成了从“粮食短缺到粮食安全”的转变。
看懂杂交水稻生产指南,
终于理解了啥是亲本稻种
“三系法”是怎么得到杂交水稻的?请看下图。
三系法示意图 图片来源:作者绘制
生产流程大致是这样:一开始,我们获得了雄性不育系,但是不育系雄蕊是发育不正常的,只有雌蕊,没法完成授粉,自然就没法繁殖了。因此需要找一个可以让雄性不育系能够繁殖的品系来负责雄性不育系的传代。这可不能随便到稻田里选,而是要保证既能给雄性不育系授粉,又要保证后代还是雄性不育的,所以,这个特殊品系就叫做雄性不育保持系(简称保持系)。有了保持系,我们就可以批量获取雄性不育种子,实现规模化生产。
准备好了大量的雄性不育系之后,接下来就是要将雄性不育系“恢复”过来,让它重新拥有自交的能力,我们称之雄性不育恢复系(简称恢复系)。恢复系是另外一种水稻品系,其特点是可以将花粉授予雄性不育系的雌蕊,实现了真正意义上的杂交,产生正常可育的种子,等这个种子发育成长到开花的时候就可以同时拥有雌蕊雄蕊。
可见,杂交水稻的实现需要三种不同功能的水稻亲本来配合组成。不育系是杂交的基本要求,保持系来大量扩繁不育系,恢复系则是让不育系恢复可育产生种子并最终实现杂交。这三种亲本的种子,就是新闻里提到的“亲本稻种”了。
中国人在杂交水稻上的突破不仅仅是“三系杂交”。
“三系杂交”的局限性主要是育种过程比较繁杂,操作环节多,以及不同品系的水稻植株很难调控花期相遇实现授粉杂交等。于是,人们开始新的探索,寻找“光温性不育”植株替代上述的“遗传性不育”植株。如果能做到人为环境控制下实现“雄性不育”,就能将繁杂的“三系杂交”变成相对简易的“两系杂交”(也就是说不需要保持系啦)。
1973 年,湖北省沔阳县沙湖原种场石明松在“农垦 58”晚粳大田中发现了一种被称为“光敏感核不育”的水稻植株。他通过细致观察发现,这种水稻植株的“雄性不育”和“雄性可育”可以相互转化。在长日照条件下抽穗会“雄性不育”,而在短日照条件下抽穗则“雄性可育”。 也就是说,通过调控稻田的光照时长可以变换雄性花蕊的育性。这个重要的发现,开启了“光敏感核不育水稻”育种的先河。
在深入探明石明松发现的“光敏感核不育”水稻植株的不育机制的基础上,袁隆平于 1987 年提出了杂交水稻从“三系法”到“两系法”的发展战略,开创了“两系”杂交水稻育种的新阶段。在上世纪90年代,我国两系法杂交水稻研究取得突破性进展,平均亩产又增加了5%~10%。
随后,我国又启动了“超级杂交水稻育种研究计划”,采用了“形态改良与杂种优势利用相结合”的水稻超高产育种理论和技术路线来产生更加高产的杂交水稻。近些年来,随着基因工程的改进,杂交水稻已经开始朝着“一系法”的广阔新天地去拓展了,结合基因编辑技术和无融合生殖,未来杂交水稻可能会实现更多让人瞠目结舌的突破。
如今杂交水稻已经全面开花,国内多个水稻研究机构推出了许多杂交水稻品种,满足了不同地理气候土壤条件下的杂交水稻种植。
杂交水稻也不负众望,产量节节攀高。2000年,超级杂交水稻亩产突破700公斤,2004年、2012年和2014年分别突破了800公斤、900公斤和1000公斤,到了2023年超级杂交稻高产攻关亩产更是达到了1251.5公斤 。
这是什么概念?在上世纪50年代,水稻的单季平均亩产才170公斤,现在的产量是当年的7倍还多。而杂交水稻的超高产量也达到了我国目前水稻平均水稻单季平均亩产470公斤的两倍多。不仅如此,杂交水稻还走出国门,在全球数十个国家开展了杂交水稻的研究和示范种植,年种植面积近800万公顷,为世界粮食安全做出了中国贡献 。
不劳而获!
危害国家粮食安全!
为什么卖种子会跟国家安全有联系?相信看完当年为了寻找杂交水稻亲本我们付出的努力,你就会明白了。
寻找杂交水稻亲本是非常耗时耗力且机会渺茫的 ,当年我们付出了巨大的努力才最终找到了特殊的水稻从而得以开展杂交研究。并且这些年我国一直在投入巨大的人力物力在进行杂交水稻相关研究。间谍却想着不劳而获,直接获得我们的杂交水稻亲本,有了这些亲本,他们就可以直接生产杂交水稻了,这直接侵犯了我们的权益。
这些我们经过辛辛苦苦开发的种质资源如果流传到国外被开发利用后,可能会以高价回流到国内,导致我们承担更高的种子费用,甚至还可能出现侵权的情况,这对于我们的粮食安全也是一种隐患。
当然,你可能会问,为什么他们不去窃取普通的杂交水稻,而是要窃取杂交水稻亲本种子呢?
答案就在于,杂交水稻和所有的杂交作物一样,如果用其后代繁殖,就会出现性状分离,良莠不齐。所以必须用亲本种子进行配制杂交才能实现优良性状,所以盗窃普通杂交水稻种子是没意义的,必须是杂交水稻的亲本稻种。
事实上,民以食为天,粮食安全是国家安全的核心之一,因此我国发布的《中华人民共和国种子法》也明确规定,国家对种质资源享有主权。因此,任何单位和个人都不得擅自向境外提供种质资源!
任何单位和个人向境外提供种质资源,或者与境外机构、个人开展合作研究利用种质资源的,应当报国务院农业农村、林业草原主管部门批准,并同时提交国家共享惠益的方案。
正因为如此,我们要保护种质资源,尤其是最核心的亲本种子。
参考文献
[1] Wang, Mumei, et al. "Advances on the study of diurnal flower-opening times of rice." International Journal of Molecular Sciences 24.13 (2023): 10654.
[2]袁隆平.水稻的雄性不孕性[J].科学通报,1966,(04):185-188.
[3]朱冠楠.曹幸穗.杂交水稻和杂交小麦的选育(1960—2000年)丨面向国民经济主战场的新中国农业科技[J].中国科学院院刊. 2019,34(09):1036-1045
作者:李雷 中国科学院生物学博士,科研工作者
来源: 科学大院微信公号
昨日,郭京飞、谭卓等人主演的电视剧《对手》收官。该剧豆瓣评分8分,成为近期比较少见的高分剧。很多观众说,从没有看过这样与众不同的谍战剧:它另辟蹊径,塑造了一对18年前来执行任务的间谍。他们没有神秘的身份,没有神通广大的技术,反而是生活中一地鸡毛的普通人,无法回老家团聚,每天还要为了捉襟见肘的“经费”不断完成任务……
新京报记者独家专访《对手》编剧王小枪。王小枪表示,间谍不一定都是偷核潜艇情报如此高大上,也并非电影中豪车别墅相伴的“007”,很多其实都藏在生活之中。他们也有中年危机,也会入不敷出。“观众看完剧,最直观的感受是这两个间谍太惨了,他们为什么要当间谍?如果真的是一个司机或者一个老师,日子该多好?有时候文艺创作就是这样,你直接告诉观众,间谍不好,其实不如用生动的生活,展现给他们看间谍的真相。我们希望将他们塑造成活生生的人,也希望以此让大家对‘间谍’(这个身份)产生天然的厌恶,或者说警醒。”
郭京飞、谭卓饰演间谍。
“现代谍战”每个细节都有用
2018年,中央电视台《焦点访谈》播出了专题节目《危情谍影》,披露了国家安全部门“2018-雷霆”专项行动中破获的百余起台湾间谍案件部分细节。“既往一些类似于这样(现代间谍案)的时间,没有(公开详细)提过。”这让王小枪来了灵感。
但写一部21世纪和平年代的谍战戏并不容易。首先是资料贫瘠。如今,外界看到已披露的案件报道,大多是侦查结果,但间谍到底干了什么?干了多少坏事?怎么干的?由于特殊保密性,具体细节和案例很难有资料可查。
创作期间,具备国家安全工作经验的专业顾问也曾介入,但大多是调整美术、拍摄的纰漏。例如,进入国家安全局的门,再到办公室,需要经过几道弯;工作人员是否能拿手机到办公室;进门是刷卡还是指纹;什么时候穿警服;警车是什么样的……“我们会有一些咨询,但大部分剧情还是虚构的。”
此外,相较王小枪此前创作的《面具》《密使》等年代谍战剧,《对手》将故事背景设置于近些年,距离观众生活更近了,剧中的每一句台词,每一个人物细节,也都要实现生活逻辑与戏剧逻辑的高度统一,“就是必须特别合理。”
王小枪举例,如果故事发生在上世纪40年代的哈尔滨,一个间谍在前面跑,一个特务在后面追,编剧其实可以设定这条街上没什么人,车也随便停,你追我赶没有人管。但同样的剧情放在《对手》,首先要考虑路上会不会堵车?如果要接头,像李唐这样的出租车司机随便把车停在路边,会不会被贴条?街上到处都是摄像头,间谍又该如何规避?《对手》中呈现了诸多此类“无足轻重”的细节,例如李唐随时更换车牌号,常去的小卖部摄像头永远是坏的……
《对手》非常注重细节。
在王小枪看来,现代谍战剧要比年代题材具备更夯实的逻辑自洽,否则观众一定会产生疑问;当疑问累加多了,观众就会认为这部剧虚假,即便大家都知道这是虚构的故事。“每一句话,每一个细节都是有用的,这也是谍战剧作的要求。如果是一个纯粹的生活剧,可能有一些过场戏,男女主角聊点闲篇也没什么。但类型剧就不应该有什么废戏,哪怕两个人在聊一些看似不着边际的话,但一定会在几集以后或者几场以后,产生一个呼应。”
最“穷”间谍有据可依
过去,现代谍战题材大多以破获大案要案为主,在高科技和神秘感的加持下,“间谍”这一身份似乎也神通广大。但《对手》却塑造了一对又穷又惨的“史密斯夫妇”:在组织的安排下,他们成为一对夫妻,化名李唐和丁美兮。岁月流逝,李唐(郭京飞饰演)成了出租车司机,丁美兮(谭卓饰演)变成了普通的中学老师。两人仍需不断执行任务,但“经费”却越来越少;不仅要克服苦哈哈的日子,与国安侦查员段迎九(颜丙燕饰演)斗智斗勇,还要面对叛逆的孩子、P2P上当受骗,补个牙都不舍得,有时候恨不得去举报自己得点奖金……网络上有不少关于《对手》的脑洞清奇的讨论:“卖惨反特太成功,建议学习”、“穷还没啥退路,一条道走到黑,赶紧投诚算了”。
李唐和丁美兮夫妇过着“苦哈哈”的间谍生活。
对于为何塑造一对“最惨间谍”,王小枪坦言,《对手》的创作初衷就并非聚焦偷核潜艇情报、美国卫星定位的重大间谍案件,“还是离老百姓远了一点。”且真实新闻中被国安抓获的间谍,实际上大部分也并非“007”,甚至其中有报道可查的某个间谍,“年薪”不足3万元。于是王小枪便逆向思维,将间谍塑造成生活中的小人物,可能是外卖员、出租车司机,大堂领班,文字工作者……
此外,剧中也对日常生活铺陈了大量篇幅,将对李唐和丁美兮的塑造,切实落在了鸡毛蒜皮的小事中。例如,李唐在执行任务时被打掉了牙,次日牙科医生报价后,李唐转头就离开了。丁美兮私下开补习课被人举报,两个月奖金打了水漂,于是冲动购买了P2P产品被骗,李唐还要用间谍技巧为她讨债。丁美兮发现女儿书包里有烟,不分青红皂白地就“判定”孩子下一步就要吸毒了……
在王小枪看来,如今观众是很反感现实题材悬浮,很多作品明明塑造的是快递小哥,却住着月租上万的房子,以至于观众很难与人物产生共情。“所以不管写一个什么样身份的人,首先得真实。”王小枪说,每个人在不同阶段都会面临不同人生抉择,无论是对婚姻、家庭、工作。如果李唐和丁美兮是普通人,当他们人到中年,生活穷苦,开出租不赚钱,大不了就换个工作,周末也足够带孩子逛逛公园,下个馆子。但他们是间谍,在这个身份之下,注定两个人上了船就再也下不去了,只能不停地硬着头皮往前走。“所以我觉得这种烟火气或许更能让观众共情:当一个人对人生的不确定性根本不能控制,又处于下有小的中年时期,对普通人而言已经挺惨了,但间谍可能更惨。”
国安局专案组副组长段迎九虽然是正面角色,但其一心扑在工作之上,经常为办案将丈夫和孩子抛到脑后,丈夫只能用“离婚”的方式见她一面。王小枪表示,剧中无论李唐、丁美兮还是段迎九,本质都是活生生的人。尤其段迎九,一个工作狂,一个不顾家的妈妈,一个对丈夫有愧疚的妻子,一个有心无力的女儿,一个严苛有方的上司。“我们没有直接在她的脑门上写着‘我是国安战士’,还是将她还原成真实存在的普通人,于是这个角色也更丰富了,不再是脸谱化、单一的某个身份了。”
——细节揭秘——
1 、李唐&丁美兮名字由来?
王小枪: 李唐,首先“李”是中国的一个大姓;“唐”,全世界跟中国相关的地方很多都叫“唐人街”。而丁美兮实际上是从《诗经》里来的。段迎九,取意于“九九归一”。李小满,“小满”其实只有中国人才说24节气,有小满。
李唐和丁美兮的名字和《面具》中李春秋的儿子,丁战国的女儿的名字一样,这个也没什么特别的意义。因为这两部剧都是我写的,是我个人的小情感。
2 、永远在吃饺子?
王小枪: 我就想设计一些所谓的道具,是中国人都能共情的。比如里面一个间谍叫“幺鸡”,他开的也是一个麻将馆。包括饺子也是一样,因为中国人就特别讲究过年、团圆吃饺子。包括故事的大结局也是设定发生在大年三十那天。如果说这些还有更深一层的意思,相当于我们和他们本质上都是“一家人”。
饺子是该剧的常见道具。
3 、为了50万元“举报自己”?
王小枪: 这是故意设计的。因为举报一个间谍就是50万元,这不是虚构的,是新闻曾公开报道的,北京举报一个间谍就奖励50万。然后李唐从大路牌下面走过,挂着一个红色横幅,写着12399的举报电话。我觉得这个画面会产生一种巨大的反差,就是一个这么惨的间谍,从这样一个鼓励举报间谍的大标语前走过去。
4 、P2P讨债、台词幽默……加入搞笑元素?
王小枪: 对,搞笑的部分是我们特意设计的。因为剧作就跟音符一样,有高有低,你不能一直让(观众)绷着,给稍微喘口气。这个剧整体还是挺压抑的,所以我们加一点黑色幽默,让大家能出口气。
5 、丁晓禾与小婷有感情戏?
王小枪: 因为这是一部谍战剧,其中有两个人啥也不干,纯粹搞对象,这好像也不是一个谍战剧应该有的。所以我们肯定不会把人物关系完全感情化的处理。
6 、李唐和丁美兮是爱情吗?
王小枪: 我觉得没法单一去定位这一段(感情)。就好像我们人到中年,对婚姻关系的理解和年轻时是不一样的。当你的生活或者婚姻状态已经被生活的鸡毛蒜皮填满时,夫妻两人都不要说讲情话了,可能连坐下来聊个天、说点话,90%的内容都是说孩子上哪个学校,工作怎么样。
李唐和丁美兮当然更特别一点,两人都是间谍,还涉及18年前他们和林彧的三角关系,以及李唐和丁美兮是组织要求结合的。那么这种情况下,李唐和丁美兮的情感关系就更特别。但是总体来说,他们的关系还是像中年夫妻,亲情比较多,两个人相依为命。大结局的时候,我们会把他们的情感关系升华,大家可以期待一下。
新京报资深记者 张赫
资深编辑 佟娜 校对 吴兴发
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