低级菌种知识培训课(5)
第三课、为什么不能用繁殖体做菌种
本课无基本生物学知识的请略过。
本文开始时,讲到“单孢子菌种”问题,这是那位朋友不了解专业知识的想法,实际上,食用菌行业不可能有谁供应“单孢子菌种”。
自然界的物种繁殖的为了保持种群的存续,而不是给人类制造食品,因此繁殖也是一个绝对变化与相对稳定的过程。
近年由于某些“功法”人士在国内传播一些反进化论的思维,这不过是些扯淡玩意,从生物科学的发展看,进化论主体是正确的,人们是在完善和证明它而不是否定它。
繁殖除了帮助生物维持数量外,另一个重要的方面就是适应环境,这种适应,意味着变化,我们知道环境总是不可抵抗的在变化,所以生物体就得不断变异,尽管我们通常不可能可得出两代生物间的细微差异,但这个变化却是必然的,尤其是有性繁殖,基本上都会发走变化,这种变化是绝对的,但由于各种变化都是较小的,所以群体数量大了,看起来就没有是变化。变化通过时间的累积,出现从基本种性到外观、以及自然适应性的越来越大差异,因此产生品种、变种、亚种等越来越疏远的关系。
但是菌业生产是人类的有意识行为,而且希望得到稳定的具有某些性状的生物体,这就决定了种苗行业永远是一个特殊行业,它必须以保持生物性状不发生改变(当然不是绝对不变,而是在某个范围内的小变)。
因为自然繁殖的有性模式是做不到这一点的,所以针对这个方面的技术就成为农业的特殊技术了。
我们不必了解动物植物的种苗技术,但我们还是应该知道一点基础,那就是无性繁殖就是相对比较稳定的繁育模式。目前动物的组培还达不到应用效果,人们就开始研究克隆技术,这算半半的无性繁殖,而植物组培还有传统的扦插、压条、嫁接等则是完全的无性繁殖。菌业发展较晚,却一步到位,直接就从菌丝体无性繁殖开始了。
食用菌的共有的繁殖体是有性孢子,学过最基础的生物学的人都知道,有性孢子是单倍体,也就是我们可以理解为它只含有一半的染色体。生物的染色体在双倍体状态是成对的,但成对染色体不是完全相同的两半。而且在复制过程中,这两半的各个基因可能会互相交换,所以在进行减数分裂的时候,最后有性孢子的染色体携带的基因是不确定的,虽然数量上不变,但其所代表的的性状却不是一致性的。
如果这样的有性孢子任意搭配,结果就无法保证新的双倍体菌丝的基因表现与他们的母系一样了。我们简单表示如下:
当母系的基因是:ABC+abc时,孢子的类型就有ABC、ABc、AbC、aBC、abC、aBc、Abc、abc八个类型,这就有64种搭配可能了,而能够最后得到ABC+abc的可能性只有8种搭配,也就是说,如果采用有性孢子的搭配来繁殖,只有1/8的可能性可以保持种性。
这意味着如果有三个基因,有性繁殖保持种性的可能性只有八分之一,实际上,正确的计算是每一个基因保持的可能性都只有一半,所以三个基因是1/2的三次方。那么成千上万个基因的搭配,保持种性的可能性也就只有1/2的千万次方了,这个数字意味着有性繁殖保持种性几乎等于不可能。
育种就是从这个不可能里面找到那个侥幸的存在,制种则绝对不能依赖这个微弱的存在,而必须通过无性繁殖才能相对长期的保持种性。
生物学上说到遗传和变异,即使不包括新的基因出现的可能,经过有性繁殖后,产生的每一细胞体都是不相同的,两个完全相同的有性后代细胞遇到的概率,比遇到外星人都低。所以我们用一句话总结有性繁殖就是:遗传是相对的,变异是绝对的,这与哲学上讲的运动绝对静止相对是完全相符的。
这应该可以让大家明白不能使用“单孢子菌种”的道理,当然还有一点就是绝大多数单倍体菌丝根本不能产生后代,也就是不能出菇。
上述知识是初高中生物学的内容,也就是说我们这位要“单孢子菌种”的朋友可能根本没有学过或者还给老师了。知道这一点后,我们再说育种,就很清楚,低层次育种是很被动的,高层次育种是主动的,只不过这样一变,工作量就大的吓人了,虽然遗传学上有ABC+ABC这样的可能性,也就是所谓的双显类型,这种情况是不存在有性繁殖的性状分离问题的,但同样,这样的类型被找到的可能性也是微乎其微的。
需要说的题外话是,自然界本身就是一个优胜劣汰的系统,也就是分离野生菌株等同于利用了自然界替代我们做了很多筛选工作,所以分离野生或者逸野食用菌子实体得到好菌株的可能性比人工育种得到好菌株的可能性比人为筛选得到好菌株的可能性要大很多。
这个原理是可以应用到育种工作中的,2016年我在合肥做的《食用菌生态化定义简说》报告里,首次提出生态化育种的概念,就是通过利用大自然淘汰来降低育种工作量的一个理念和方法。
在中国,我还是人微言轻,可是大家们都不提,人微言轻又提了没用,中国国家各行各业的问题,尽皆如此,所以生态化育种什么时候能够写入教科书,成为一个公认特殊育种模式,那是无法断言的,也许唯有遗憾而已。
(待续)