从50年代走向星辰大海
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第13章 13岁少年写的论文(上)

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书名:
从50年代走向星辰大海
作者:
南海大盗
本章字数:
4960
更新时间:
2025-05-04

(注:本章节内容参考了袁隆平院士早期的科研成果,如引用不当,还请见谅并告知删除,谢谢)

李雨竹到了办公室后,拿出李百战给她的稿纸一看,竟然是三篇论文综述。

第一篇论文题为《基于三系配套技术的籼型杂交水稻选育综述》。

李雨竹虽然不是学农业的,但是论文综述描述的是技术研究方向的论述,所以大概内容她还是可以理解。

论文提出通过培育“三系”(雄性不育系、保持系和恢复系)利用水稻杂种优势增加粮食产量的设想。

生物学上往往会出现杂种在个别性状或综合性状上优于其亲本的现象。如杂种比其亲本生长健壮,适应性广,抗性强,产量高,品质好等,这就叫做杂种优势。因此农业上常用杂交育种的方式来提高作物产量和品质。

一般的作物杂交培育,多采用父本、母本两个亲本杂交,通过调节花期、控制授粉等方式将双亲的优良基因结合于一体,或将双亲中控制同一性状的不同基因积累起来,产生在该性状上超过亲本的类型,来获得理想型个体。

水稻因为是自花授粉作物,颖花小,且每朵颖花只结一粒种子,不可能用普通人工去雄杂交方法大量生产杂交种子,因而水稻的杂种优势利用(植物)长期未能成为现实。

“三系”是指雄性不育系(简称不育系)、雄性不育保持系(简称保持系)和雄性不育恢复系(简称恢复系)。

不育系的雄性器官发育不正常,花粉无授精能力,但雌性器官发育正常,当授以正常花粉时就能受精结实。

保持系的雌、雄性器官发育均正常,能自交结实,其功能是用它的花粉授给不育系后,所产生的后代仍能保持雄性不育特性。

恢复系的雌、雄性器官也正常,能自交结实,其功能是用它的花粉授给不育系后,可使所产生的后代育性恢复正常,自交结实。

要进行两个不同稻种的杂交,先要把一个品种的雄蕊进行人工去雄或杀死,然后将另一品种的雄蕊花粉授给去雄的品种,这样才不会出现去雄品种自花授粉的假杂交。可是,如果用人工方法在数以万计的水稻花朵上进行去雄授粉的话,工作量极大,不可能解决实际生产的大量用种问题。

因此,就需要一种靠自己的花粉不能受精结籽的母本(不育系),这样可以省去去雄工作,为在生产上大规模利用杂种一代优势创造条件。

为了使不育系的母本繁殖种子,要给它找两个对象,这两个对象的特点各不相同:

第一个对象(保持系)外表跟母本极为相似,但有正常的花粉和发达的柱头,用它的花粉授给母本后,生产出来的后代和母本一样:雄蕊瘦小退化,花药干瘪畸形、没有生育能力。这样的种子长出的植株仍然可以作为不育系的母本,用以在制种田继续制种。

另一个对象外表(恢复系)与母本截然不同,一般要比母本高大,有正常的花粉和发达的柱头,用它的花粉授给母本后,生产出来的后代比父本、母本都要健壮,而且育性也恢复正常。这就是优势明显的第一代杂交种子,可以交给农民去大田种植了。

这样,不育系、保持系和恢复系(分别简称A、B和R系)三系配套,就能大量配制杂交种子。

在论文中,李百战还预言可在国内南方地区找到可用的野生稻,并预测了杂交成功后,可大面积推广,达到亩产800斤以上。

李雨竹看后,又查了一遍资料,目前国内水稻亩产平均才300-400斤,而李百战综述里提出的杂交水稻,竟然是现在产量的两倍以后,这让她惊呆了。

她不相信自己的弟弟有这种学术水平,她又查阅了相关资料,竟然没有找到雷同的学术文献,证明李百战的论文不是抄的。

李百战的第二篇论文是《限制性内切酶的存在以及潜在应用》。

李雨竹仔细翻阅了这篇论文,越看越心惊,这绝对不是一个13年少年能写出来的,甚至她认为大学里面的一般导师都写不出来这样的文章,仅有可能一小部分顶尖的该领域的科学家才能写出这样的文章。

李雨竹一边读,一边学习里面的内容,文章内容虽然很让人惊讶,但是理解起来很不难。

李百战在文章中预测可以找到一类限制酶,称之为限制性内切酶,是一种能够识别双链DNA分子中特定核苷酸序列,并在特定位置切割DNA链中的磷酸二酯键的一类酶。

不同的限制性内切酶会识别不同的DNA序列,它可以在识别序列内或距识别序列不远的位置处切割DNA,酶切之后会形成不同类型的产物。

他认为限制性核酸内切酶在微生物界分布广泛,其存在呈现显著的物种差异性和丰度多态性。几乎所有细菌都编码至少一种限制性内切酶。

在文中,李百战预测限制性内切酶除作为基因工程剪切DNA的工具外,还可以广泛应用于分子生物学研究的各个领域内,包括探针制备、DNA杂交、限制性酶切图谱分析、DNA指纹分析、基因组 DNA 文库构建、DNA 测序、DNA 同源性比较等。

李百战的第三篇论文是《数学在作物遗传育种方面的应用》。

李雨竹是研究应用物理方向的,也很擅长数学,看到论文题目,顿时提起了兴趣。

李百战在论文中分几个方向论述了数学在作物遗传育种方面的应用。

遗传方差与协方差分析,通过方差组分分析(如双生子法、选择响应分析)分解性状的遗传方差和环境方差,量化遗传力(如狭义遗传力h2)。

李百战还举例在玉米穗长遗传力分析中,利用混合线性模型估计遗传方差占比,指导选择效率。

数量性状位点(QTL)定位方法,结合连锁分析与统计模型(如LOD值计算、区间作图法),定位控制目标性状的基因区域。

线性混合模型应用,利用动物模型(Animal Model)预测个体的育种值,解决复杂家系结构下的遗传评估问题。

如在奶牛产奶量预测中,通过贝叶斯模型整合基因组标记与表型数据,提高预测精度。

田间盘试验设计方法,应用区组设计(如随机完全区组)、拉丁方设计或响应面法(RSM),优化试验布局以减少误差。

如在小麦抗旱性试验中,采用α-格子设计提高数据可靠性。

李雨竹越看越心惊,她现在不再怀疑这些论文是不是李百战写的,也不怀疑论文的内容是否真实,她是不敢首接把这些论文送给农大的领导,她担心送过去第二天,李百战就会被抓取切片研究了。

李雨竹整个下午都在学校的期刊室,她几乎翻遍了所有的相关刊物文献,确认了论文不存在抄袭。

她想了想,觉得这件事情没有那么简单,她决定去找她的导师聊聊。

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