第三章 苦心筹备二 试做方案
试验研究方案,目标专一而明确,全面而精简,利用前人已发表的材料,走前人末走过的道路,创新独特。
我紧锣密鼓地筹备试验。 首先是做试验研究方案。这对我来说,早就心中成竹,可挥笔而就。但是我还反复写了几个不同方案,放下一段时间,作冷思考后,才选择其中一个最佳方案。 这方案: 一要目标专一而明确 我深入分析了前人思想材料和现代遗传学的进展,又提出了实践中某些理论与实践脱节的问题。 孟德尔经典遗传学说认为:“遗传性状决定于细胞核基因,而性状表现决定于细胞核基因的显性和隐性。” 这是由于孟氏研究了质量性状遗传,用孟氏这一概念来解释质量性状遗传,可以用孟氏的自由组合律和分离律进行追踪,致使人信服。后来许多人研究数量性状遗传,用孟氏这一概念,就不能完全解释得通。有人提出许多假说和理论,如无数微量显性基因假说、部分显性和超显性基因假说,遗传力理论等,都不能使人信服。 孟氏强调细胞核遗传意义,但未发现细胞质遗传意义。现代分子生物学己证实细胞核中存在遗传物质,细胞质中也存在遗传物质。孟德尔认为遗传性状决定于细胞核基因,是正确的;认为表达决定于细胞核基因的显性和隐性,就未必正确。 孟氏学说认为正交和反交完全一样,育种工作者无需考虑正交和反交不同效果。但在育种实践中,育种工作者都考虑正交和反交不同的效果。 例如,北方城乡人都知道,马和驴杂交所得到为马骡和驴骡,其体型和耐力都有很大差别。按孟氏学说:“遗传性状决定于细胞核基因;而性状的表现又决定于细胞核基因的显性和隐性。”这样马骡和驴骡细胞核基因完全相同,应表现为完全一样,但实际不一样。此即理论和实践脱节,这种理论即失去存在的意义,必须另探求新的理论解释。 我的目标就是要通过试验设计,用数理方法,抽象升华分析细胞质和细胞核遗传不同作用问题。 这是一个非常大的课题,但又非解决不可。我自以为有可能,有能力,有信心去解决这大难题 二要全面而精简。 开始试验设计,就应考虑到最后试验总结,不能缺少必需的项目和调查材料,而每个调查数据又要能为总结升华所用上。这对从事科学研究的人来说是非常苛刻的要求,但我当时一无资金、二无助手,不得不反复考虑这一要求。 三要利用前人已发表的材料。 我看准六十年代徐冠仁院士发表的《高粱杂种优势利用》论文,效仿他的试验安排。但目的不是为重复他的试验和得出和他相同结论, 而是要利用这可信的试验资料和自己的试验相呼应, 把它视为不同地区和不同年份试验的重复, 而抽象升华,达到自己的目标。这一选择,为我节省很多时间、人力和物力。 根据发育生物学认为:在有性杂交过程中,所产生的杂合子,在这个杂合子内,其细胞核来自于精子和卵子两个配子细胞核的结合,而细胞质则来自于卵子的细胞质。据此,可通过试验设汁,来区分细胞核和细胞质不同遗传意义。 试验以高粱和玉米为材料,通过有性杂交,观察株高、生育期和产量等数量性状的遗传和变异。 选用高粱3197A为母本,8个恢复系为父本,配成8个杂交组合。其各杂交组合F1细胞核是不同的,细胞质则是相同的。 又以玉米10个自交系,配成45个正交组合、45个反交组合和保留10个自交系。 就其总体而言,45对正交F1和45对反交F1,其细胞质和细胞核都是相同的。 就其系列而言,即有10个正交系列和10个反交系列,每正交系列以一个自交系为母本,9个自交系为父本,在该系列内,各个组合F1的细胞质是相同的,而细胞核则是不同的;每反交系列以9个自交系为母本,一个自交系为父本,在该系列内,各个该组合F1的细胞质是不相同的,而细胞核则是相同的。 就个体而言,其45对正交和反交,每对正交和反交F1,其细胞核是相同的,细胞质则是不同的。 通过这一实验设计,就有可能区分细胞核和细胞质不同遗传意义,解决这一大难题。 试验第一年预备试验,观察亲本和套袋配种;第二年正式试验,把杂交组合和亲本置于同一条件下,每个种种一行20株,设置四个重复,随机排列;第三年重复试验。试验调查数据,严格按生物统计方法,检验和分析,抽象升华。 这项研究,于三十年后,才被权威单位和专家鉴定:“研究方法创新独特,发展了与经典遗传学研究方法不同道路,开创了前人均末试验和研究。” 又根据试验结果,抽象升华。提出了新概念、新理论、新推理公式、新规律、正交和反交新论理论和实践意义。被认为“对经典遗传学理论有突破和发展。”2003年三月被广东省科技厅接受登记为自然科学理论成果,颁发证书。 |