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常规育种,杂交和转基因的异同点
热度 30 jiangjiping 2013-11-1 08:30
常规育种,杂交和转基因的异同点 蒋继平 2013 年 10 月 31 日 目前国内民众对转基因的讨论非常热烈。在这些讨论中, 我发现许多民众对转基因的知识概念认知不足,缺乏必要的基本科学知识;而有些专业人士,尤其是从事转基因研究和积极推广转基因产品主粮化的人士,有意或者无意地混淆转基因,杂交和常规育种的概念,因而, 误导或者忽悠民众对这个问题的认知,以达到他们个人的目的。 鉴于此,我认为要有效地, 理智地对转基因话题进行科学的讨论,首先必须客观公正地向公众介绍有关方面的科学知识,让广大民众了解其中的科学原理。 本着这样的思考,我现在以一个专业人士的身份来为大家作一个简单的介绍。 在具体地谈论这个异同点之前,我首先要谈谈我个人在这方面的经历。我 1982 年一月初从南农获得植物保护学士学位,在中国水稻研究所以助理研究员的身份从事水稻的常规育种。在 1986 年一月至 1991 年 12 月的六年中,我在美国加州大学河滨分校攻读植物病理硕士和博士学位。在此期间, 做了一些简单的生物工程和转基因实验,并且学习了与分子生物学相关的一些基本知识。在 1992 年初到 1999 年初的七年中,我在加州一家私人种子公司,这家公司现在已经在孟山都的旗下,以研究员的身份从事杂交育种,涉及到多种作物。 从 1999 年到 2005 年的六年中,我在 Syngenta 种子公司以研究员的身份从事多种作物的杂交育种工作,同时也接触到转基因的研究。 从 2005 年到现在,我在 Lipman Produce 公司以高级研究员和实验室经理的身份从事杂交育种工作。 鉴于这样的经历,我对常规育种, 杂交和转基因有如下的认知。 常规育种 就是从不同的自然环境条件下对自然物种进行的人工选择。这种选择的最大特点是不对自然物种进行人为的强制性的隔离,交配和诱导, 而是通过改变周围环境来进行选择。那些在 特殊环境 中表现突出的物种就被选择保留下来,那些表现不佳的就遭到淘汰。 因而,常规育种的目的就是在不同的自然条件下选出性状优良的新品种。这种新品种具有稳定的遗传特性,可以继续在后代中完整地表现出来。 杂交育种 是通过人为的干预方式对物种进行指定的隔离和交配,这种育种方式对自花授粉的作物尤其重要。比如说蕃茄,它是自花授粉作物。 也就是说, 蕃茄的同一朵花既是雄花也是雌花,因而, 它在自然条件下可以授精结果。 这样的过程称为自交。说得简单一点, 某个物种的同一个品种的雄花和雌花交配生成的果子属于自交果。要防止自交果的形成, 就必须将同一个品种的雄花除去,用另一个品种的雄花与其交配, 这样生成的果子就是杂交果。 因而, 杂交就是对某个品种的生殖系统进行 强制性的隔离 和用另一个品种的 整个遗传物质 进行交配。但是, 这种交配必须是在自然条件下,物种之间可以自由进行遗传物质交换的原则下进行的。 杂交育种的最大特点就是取父母双亲的优势互补,来获得性状突出的优良杂交品种。不过, 杂交种子的后代性状很不稳定,会发生自然的性状分离。 因而,杂交种子必须每年重新制备,不可从收获的种子中继续播种下一代。 转基因育种 是通过人为地在某个物种的遗传物质中选出一个特定的基因,将其分离,然后用人为的, 强制性的方法手段插入另一个物种的遗传结构中,从而改变目标物种的一些表现性状。 通常情况下, 这种遗传物质或者说基因是不可能通过自然交配而产生后代的。 换句话说,转基因是人为控制的物种间的遗传物质匹配,不是自然界的天然遗传物质的自动匹配。 因而, 转基因是违背自然遗传规律的。 转基因育种的最大特点是非常专一化,通常只涉及到一个或者两个特定的基因, 如 Bt 和抗除草剂基因。它的最终目标也是获得某个特殊优良的性状, 比如抗虫特性。单一的转基因物种是稳定的, 其遗传物质在后代中可以完整地表现出来。转基因的另一个特点是,除了目标基因外,还给受体物种带来 启动子、终止子、抗生素筛选标识物。这些都是属于外源物质,不属于原本的物种。 根据以上的知识,我们可以很容易看出常规育种, 杂交和转基因三者之间的异同点。 其共同点是: 1 。目标都是一致的, 就是为了改善物种的性状,使之有益于人类。 2 。都要经过人为的选择和干预。 其不同点是: 1 。常规育种和杂交符合自然遗传法则, 转基因违背自然遗传法则。 2 。常规育种采用的是自然环境的选择,杂交育种采用的是生殖隔离和选择性交配,转基因是强制性的种间遗传物质的插入。 3 。常规育种和单一转基因的作物的后代性状特征稳定,一般不会分离, 杂交品种的后代会出现性状分离的现象。 4 。杂交品种含有父母双方的整套遗传物质,转基因品种除了自己的遗传物质外, 加入了一个或者几个特定的外源基因,这些外源遗传物质在自然条件下是不可能获得的。 5 。常规育种和杂交育种不需要外来标记物,转基因育种需用外来标记物(特定的生物或者化学标记物,如耐抗生素基因)。 我说了这么多,可能有许多人还是弄不清转基因作物和杂交作物的区别。现在我用一个通俗的比如来进一步说明这一点。 一个男人和一个女人性交生下的孩子就是杂交品种,性交过程就是杂交过程。在一个人身上将牛的一个基因用特殊的方法植入他的遗传密码中并使这个基因正常表达功能就是转基因。好玩吗? 这两者之间的区别明显吗?
个人分类: 转基因|9562 次阅读|99 个评论
转基因作物能否留种
热度 1 jiangming800403 2013-10-24 19:31
转基因大豆(如果有转基因小麦也是)大体上是可以自己留种的,因为作为自花授粉作物,虽然也是采用杂交方法育种,但由于成本太高(人工去雄),杂交固定后都是采用纯繁的方式制种。 但是玉米和水稻则不尽然,多利用杂交优势获得高出,生产中大都用杂交水稻和玉米(一代杂交种),即使常规品种也是是不可能留种的,否则性状分离太严重了,这与转基因无关。
个人分类: 农业、食品与农村发展|3827 次阅读|1 个评论
图说杂交兰之系列三(兰属Cymbidium)
热度 1 dingchch 2013-8-24 14:25
如题,请看我的相册,大家喜欢的话,未来将继续发贴,持续更新。
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图说杂交兰之系列二(兰属Cymbidium)
dingchch 2013-8-21 21:36
如题,请看我的相册,大家喜欢的话,未来将继续发贴,持续更新。
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图说杂交兰之系列一(兰属Cymbidium)
dingchch 2013-8-18 15:53
如题,请看我的相册,大家喜欢的话,未来将继续发贴,持续更新。 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=274795do=a
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一个认识杂交兰的好去处
dingchch 2013-8-18 14:54
如题,一个认识杂交兰的好去处,兰科主要属的杂交情况均有清晰记录,对搞杂交育种具有很好的参考价值。 http://hybridorchid.la.coocan.jp/ 如 Cymbidium Nut= Cymbidium sinense × Cymbidium Red Beauty DSC02060.jpg
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[转载]国兰杂交育种,势在必行
dingchch 2013-8-2 20:53
综合各地兰友介绍的情况,目前全国养兰赚了钱的兰家拥有的资金在1000万元以上者约有200户左右,拥有数百万元者约有3至4户左右。这些兰家拥有这么多资金如何进一步做大做强自己的家庭兰业。一般的做法是扩大对新涌现的珍稀品种和价格高而稳定的名优老品种的购进。用其繁殖增值或炒作增值来进一步壮大自己家庭的兰业。但随着山采兰的日见稀少,天然杂交的珍稀品种越来越少,逐年减少。如墨兰现在就很难在山上再采到优秀的珍稀品种了。而传统原来价高而稳的名优品种,则随着多人的大量繁殖,苗数逐年倍增,价格也会逐渐下降。在这种情况下,已赚来的资金投向哪里就有新选择的必要。投资杂交育种,应是诸位已拥有较多资金的兰家的英明选择。 通过杂交育种发展兰业是洋兰发展的金光大道。现在市场上的洋兰就绝大部分是杂交育种育出来的。每年全世界洋兰的贸易额达数十亿美元。每年都有新的杂交品种推出而倍受欢迎。国兰的杂交育种一二十年前日来、我国台湾省、韩国就已做开了。多年来推出并受欢迎而赚了钱的有黄金小神童、台北小姐、韩国小姐、春兰杂交大富贵、寒兰桂林牡丹,还有建兰、春兰的荷瓣花等等。可以预见,以后每年都将有新的国兰人工杂交兰出现。以后每年的国兰展会上都将有一些人工杂交兰得奖。只要有国兰的芳香、灵巧(如奇花、蝶花、瓣型花)、净美、艳美的品味,即或是人工杂交的,也会受玩国兰的兰友所接受,更会受广大群众所接受。这里纯净的芳香是关键,只要具有原生国兰的纯香、香馥,就可区别于洋兰,洋兰目前虽也有些品种有些香味,但还没有像原生国兰那样的纯香、香馥的洋兰。有人担心国兰人工杂交会使国兰沦落为洋兰,使国兰失去了原有的玩兰品味。我想只要在国兰人工育种的技术上控制得好,完全可以育出富有国兰品味的新品种。我们现在从山上采来的珍稀品种,也是经过千百万年多次不断天然杂交而形成的。天然杂交可以形成国兰品味的好品种,人工杂交也应可以选育出具有国兰品味的好品种。今后的路子应是天然杂交新的珍稀品种、传统名优老品种和人工杂交的国兰新品种三架马车齐驱,形成国兰品种的新格局。 投资国兰人工杂交育种一般只需三几十万元即可开展这项工作,但还要有技术,要有时间(一般育出一个好品种要好几年或十几年),没有科学发展观、可持续性发展观的兰家,只有急功近利,现炒、现卖思想的兰家是没有心思去做国兰人工育种的工作的。但毫无疑问,未来发展得最好的国兰兰家,将是那些尽早投资国兰人工杂交育种并有技术、有耐心、有选种的眼光的兰家。 可以想象,八至十年后,多种多样的国兰品味浓厚的人工杂交国兰将充斥市场,充斥各地兰展展场而纷纷获奖。与天然杂交种、名优老品种共同为祖国的兰业作出贡献。 来源:中国兰花网 来源: 中国种植技术网
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现在可以说鸟(II):杂交这种转基因将如同采草药一样被淘汰?
热度 25 RAOH 2012-9-11 05:27
现在可以说鸟(II):杂交这种转基因将如同采草药一样被淘汰?
现在可以说鸟( II ):杂交这种转基因将如同采草药一样被淘汰? 提要 1 :孟德尔的豆豆实验和杂交而来的骡子可能是最广为人知的转基因的例子 提要 2 : 阿拉 再次 表 态 , 坚 定滴反 对 搞一切形式的 对 任何 动 物or植物 转 基因的活 动 ! !(见前文 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=296014do=blogid=610344 ) 提要 3 : 认同 转 基因 技术先进之处,不代表 认同 可以任意推广应用。实际上, 阿拉 实验室用的技术等等都要报学校审批的。 阿拉 上次 在 反 转基因问题坦白了但没得到从宽!反像捅了王蜂窝!那就再来坦白下 . 可能很多人都注意到了,大凡学过遗传学+分子生物滴 中外博士 ,从 技术上 讲对现代转基因 genetic engineering 多较推宠。 当然也带来了安全,伦理方面的问题 ,如果不给王友们拍成 肉饼 滴话,再写交代。 1 。大家都去采草药? 先从药讲起,千百年了,大家也摸出些好药,比如李时珍同志以大无畏的毫不利已,专门利人的精神,爬山涉水, 采了很多草药。 据说, 有 童鞋上门问了 :“ 草 药 吃了 ,会不会让人变成草 ”“ 挖 草 药 ,不是破坏了生态平衡啊!”“ 草 药 是您家后院拿来骗钱的吧!” “草药 的安全性需要 长 期 实 验验证 , 请问 草药 实 验 使用几年、几十年 样 本数据 进 行分析 论证 ,足 够 了 吗 ?又如何 论证 这样 的分析数据已 经 足 够 ?如果 草药 实 验 的 风险 在几百年之后才 显 示出来 ?”。 据在场的同学说,李时珍同志在众目睽睽之下,几把菜刀架脖上,当了 “小白鼠”, 给大家带来福音。当然现在去查谁拿的菜刀,缺找不到人了。。。。 但在 采草药更方便的今天,还有人采没? 药 厂里的 药 该比 草 药 更危险吧? 药 厂里 合成的 药 ,好些是非自然界的东西。还有呀, 药 厂 是工厂,各种废物废气, 不是破坏了生态平衡啊! 。。。? 我们还是去 采草药吧? 2 。杂交也是转基因? 孟德尔的豆豆实验和杂交来的骡子可能是最广为人知的转基因的例子。孟德尔的豆豆杂交,算得上科学史最有名的实验之一吧? 随后也带来了遗传 基因等等突破 。 豆豆杂交实验里,豆豆的变化(颜色等等)都是因基因转化而来的。 简单滴讲, 从分子角度来讲, 孟德尔的豆豆杂交也是转基因。 杂交来的骡子可能是最广为人知的被转基因的动物了?骡子怎么来的,百度一下去。可怜的骡子啊,“不孝有三”!历史上倒没见哪位 伦 理大王 , 道德老将 去为 骡子呼喊?造孽啊! 3 。 杂交将如同采草药一样被淘汰? 多少年了,大家也摸出些好的 杂交产品。 最早的 杂 交, 较 盲目,想想也挺可怕 的。 周期也长, 机理 也不知。相对来讲是种原始的 转基因? 杂 交 有 杂 交 的好处,也有坏处及局限。 现代的转基因与 杂交, 目的相同 ,提高质量和/或产量; 手段 类 似, 基因重组;但 技 术 不同 。 现代的转基因, 理论上讲比 杂 交 更好 . 盲目 性少了, 周期也短, 机理 更清楚。 理 论 上更好控制, 长 远讲 效果更好 。当然 创 新 的技术也 有 不少 新老 问题 , 值得考量。 打个比方,以前中国满街跑着黄包车,后来小 汽 车 来了 , 有 童鞋问了:“ 汽 车 不好啊,会压 死 人啊 ”“ 汽 车 不是破坏了生态平衡啊!”“ 汽 车 是鬼子拿来骗钱的吧!” “ 汽 车 废气影响环境啊 ” “中 华 民族危 险 的 时 候要到了”? 。。。都挺有道理的!。。。当然随着 汽 车 的出现 ,交通 规则 也多了。 后来捏,就不多说了。 讲了这么多 现代转基因技术上的先进,很多人会讲 阿拉是 转 基因的推手?阿拉第 3次 表 态 了, 反 对 任何 动 物or植物 转 基因的活 动 ! !( http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=296014do=blogid=610344 )。 其实不矛盾的吧?就像 阿拉夸 法 拉 利 车好,但平常更愿骑破自行车。
个人分类: 科研教学|8594 次阅读|43 个评论
浅谈杂交和转基因的异同点
热度 47 jiangjiping 2012-9-8 07:29
浅谈杂交和转基因的异同点 蒋继平 2012 年 9 月 7 日 因为这是一个很专业方面的话题, 需要有一定的专业知识背景才能理解其中的真正内容, 所以, 我尽量用比较通俗的语言来说明, 以便读者们更能接受我的观点和知识。 首先来说杂交。 杂交是一个很特殊的科技名词,从狭义的范围来说, 它是专门用于一些可以进行自花授粉的植物的。所谓自花授粉, 就是某种植物的同一朵花同时具有雌花和雄花, 在自然环境下可以自己授粉而结果。 这种自花授粉结成的果子就被称为自交果。 例如,西红柿,它的同一朵花同时具有雄花和雌花,在田间自然环境下,可以自花授粉而结果, 这样产生的果子就是自交果。 假如我们把一株西红柿上的雄粉全部除去, 到另一个西红柿品种上采来雄粉授精, 这就是杂交, 这样生成的果子就是杂交果,里面的种子就是杂交种子,由杂交种子长出来的植株就是杂交第一代。 在自然界, 绝大多数植物都是雌雄同株的,也就是说它们可以自身授粉而结果的。 但是,在世界上,几乎绝大多数动物都是单性的,它们本身的个体不能直接产生后代, 必须与异性交配才能繁殖后代。 所以, 它们之间的交配从广义上来说都是属于杂交。 有的人在我的博克评论中问我, 马与马的交配是杂交, 马与驴的交配就是转基因这样的问题。 我的回复是,这个说法不对。 马与马, 马与驴的交配都是属于杂交, 后者属于远缘杂交。 简言之, 杂交就是通过自然的方式将同一种植物不同品种的遗传物质结合在一起, 使它们的优势互补。 这种基因物质的交换没有经过人为的剪切和重组, 是整体地和自然地导入的, 因而,没有任何外源遗传物质涉及其中。 再来说转基因。转基因就是在某一种生物的身上选中一个特定的目标遗传片断, 也叫做基因, 经过人为的剪切, 加工和重组将其导入到需要改良的目标物种中。 比如说, 把苏云金芽孢杆菌( Bacillus thuringiensis )的抗虫毒蛋白基因导入棉花植物的基因中, 这就是转基因。通过这种转基因技术而获得的产品就是转基因产品。 转基因的最大特点是, 它采用的是目标物种中的一个遗传片断, 而不是整个遗传物质, 是精选的。 这正像我们在科学网的博文一样, 一些好的博文被编辑精选, 也被一些媒体转载, 但是, 不是所有的博文都被精选和转载。 转基因的另一个鲜明特色是, 它一定带有外源遗传载体, 有的是标记性的遗传基因, 例如,抗 - 抗生素基因, 但是,最基本的是目标基因的载体, 一般属于一个病毒或者细菌的质粒( Plasmid )。 这些都是转基因的附属物。 这个载体是必需的。 转基因的第三个不同于杂交的地方是, 它使在自然界不可能通过杂交而交换遗传物质的困境得到解决。 也就是说, 原来不可能进行交配的物种,现在通过转基因技术可以使它们的遗传物质组合在一起。 比如说, 棉花和苏云金芽孢杆菌是根本不可能通过自然性交而生成新的后代的。 现在通过转基因技术, 可以将苏云金芽孢杆菌的抗虫毒蛋白基因导入到棉花的遗传物质中, 从而获得具有抗虫特性的棉花新品种。 综上所述, 杂交和转基因的异同点主要是:它们都是人类为了自身的利益, 通过人为的干预, 将不同品种中的优势遗传物质重组在一起,产生新的质量更好的产品的方法技术。 但是,转基因不同于杂交的地方是: 1 。 它的目标基因是精选的,而杂交是整体的; 2 。 它将一些外源遗传物质导入被转的生物体内, 而杂交就不存在这个问题。 3 。 它使本来不可能通过杂交而获得新品种变成可能。 通常情况下, 支持转基因的一方总是回避转基因的第二个特点, 即导入的外源遗传物质的问题,而反转人士总是抓不住问题的要点,一会儿道德伦理, 一会儿环境食品安全, 等等, 不一而足。 鉴于此,我将在下一篇博文中来谈谈转基因的潜在风险。
个人分类: 科普知识|8470 次阅读|63 个评论
浅论育种,杂交, 转基因和食品安全的关系
热度 8 jiangjiping 2012-7-13 07:59
浅论育种,杂交, 转基因和食品安全的关系 蒋继平 2012 年 7 月 12 日 因为为了生存每个人都要吃饭,所以,社会上对食品安全的关注度很高。不过,实事求是地说,人群中真正对食品安全的相关知识知道得比较全面的人不是很多。 随着一些杂交品种,一些转基因作物的不断推广和应用, 和由此产生的一些食品安全问题,引发了社会上对转基因和食品安全相当强烈的质疑, 甚至反抗情绪。 这些抱怨,质疑和反对的情绪大多数是因为人们在这方面缺乏专业知识造成的。 当人们缺乏有关的知识,就会很容易被谣言和谎言所迷惑, 从而就会轻信而上当。 出于一个科学家的责任心, 我今天用一些个人的宝贵时间,利用我的一些有限的专业知识,来浅论育种,杂交,转基因和食品安全的关系,以帮助人们消除一些不必要的心理负担。 育种是一个较广义性的词, 它是指通过人为的方式选育生物的优良品种。这包括常规选育,杂交选育,辐射或者化学诱变选育,和转基因工程选育等手段和方法。 现代的育种涉及的范围很广,参与的专业人员也很多,主要是育种家( Breeder ) , 植物病理学家( Plant Pathologist ) , 分子生物学家( Molecular Biologist )。 通常以育种家为骨干,植物病理学家和分子生物学家为团队成员, 共同负责选育优良新品种的任务。 育种的根本目的就是通过各种手段选育高产和优质的新品种。 而作物要达到高产和优质, 就必须具备抗病, 营养成份高和适应强等特性。 杂交是育种的一种特殊手段和方法。 杂交育种可以通过自然和人为的方式来进行。 自然的方式比较简单, 一些异花授粉的品种,雄性不育的品种,都可进行大面积的杂交育种和生产。 最典型的是袁隆平的杂交水稻,他发现和采用的就是雄性不育的品系。 对于自花授粉的品种,进行杂交育种就比较困难, 首先要除去同一朵花上的雄性花粉 ( Pollen ) , 然后要到另外理想的植株上获取需要用来授精的花粉进行人工授粉。 因为蕃茄和青椒属于自花授粉的品种, 所以,杂交育种很费时。 杂交的目的是通过人为的措施把一些分布在不同植株或者品系上的优良基因结合到一起, 从而产生一个更加优良的新品种。 这就是所谓的杂种优势。 杂交育种跟传统育种仍然属于同一个档次,只是增加了一些人为的干预。 说得更清晰一些,那就是能够通过杂交交换基因而获得新品种,在自然界这些品种也可通过自然授粉而自然交换基因。 转基因育种是通过生物工程技术来改变生物的某些性状。 这种育种的措施具有强烈的人为因素, 通常目标更明确, 结果更明显。 转基因与传统育种和杂交育种不是同一个档次。 换句话说, 转基因产生的新品种在通常情况下传统育种和杂交育种是不能成功的。 这并不是说这些基因不能通过自然方式遗传, 而是这些基因在同一个种族或者品系内不存在。 所以,一般来说,转基因相当于远缘杂交。 最鲜明的例子就是 Bt 转基因产品。 Bt 基因属于一种微生物, 与一般农作物没有亲缘关系, 在自然界根本不可能进行基因交换。 转基因作物是否会对食品安全带来麻烦, 这是许多人很关心的问题。 我本人现在没有直接的证据来证明其对人体健康的危害。 可是, 我在 20 多年前就向一位康乃尔大学的生物学教授提出我对这个问题的质疑。 我当时最为关心的是用于基因克隆的两个标记基因,即两个抗抗生素基因。 这两个抗抗生素基因被广泛地用作基因克隆, 即转基因, 的标记。当初, 在基因克隆领域,所有被认为成功的克隆基因,或者说转基因, 都必须含有这两个抗抗生素基因。 我对那位大名鼎鼎的教授说, 这种做法必然导致环境的污染和恶化,也可能造成食品的不安全。 我的理由很简单,那就是这两个抗抗生素基因一定会在转基因的新产品中存在,而且会和新品种的其他基因一起遗传给它们的下一代。 这样的话, 人们吃了这些食物, 必然会增加体内的抗抗生素基因产物,从而对一般抗生素不敏感。还有, 这些被用来做克隆研究的微生物和细菌,一旦逃离实验室而进入自然界, 就会将这两个抗抗生素的基因在自然界大量繁殖,增加这些微生物对抗生素的免疫力。 那位大教授当着我的面说他认为我的担忧是正确的,所以,他说在今后的生物工程研究中,要尽量避免用这两个抗抗生素基因作为标记。 因为我后来一直从事传统的育种工作,对基因克隆,转基因和分子生物学很少关注,也不太清楚目前的转基因是否还采用这两个抗抗生素的基因作为标记。 不过,我从最近的媒体报道中,可以感觉到我当年的担忧已经成为现实。 现在许多食品的污染实际上是属于对一般抗生素的不敏感, 产生了抗抗生素的一些超级细菌。 一些因感染而生病的人也旧治不愈,因为一般的抗生素已经失效。 我一直认为转基因对人类的贡献是明显的,但是它带来的副作用之一就是打破了原来的生态平衡, 造成了一些人为的环境污染,比如说, 大量地增加了自然界的抗抗生素的微生物种群数量。 简言之,自然授粉好比是自由恋爱,杂交授粉相当于由父母指定的婚姻,而转基因则接近于用大猩猩的某个基因给某个女人人工受孕。 可以很明显地看出,前两者对食品安全没有任何影响。 至于转基因对食品安全的影响,除了我上面提到的对抗生素产生免疫力外,是不是还会有其他不良后果,我也说不清。 因为我不知道,用大猩猩的某个基因人工授精而生下的孩子是不是与人和人正常交配而生下的孩子有明显的不同。
个人分类: 观点交流|2665 次阅读|11 个评论
挺转专家少来忽悠民众:转基因根本不是自然的
热度 4 蒋高明 2012-3-21 22:03
挺转专家少来忽悠民众:转基因根本不是自然的
蒋高明 为了掩盖转基因危害真相,淹没社会上反对转基因危害的正义声音,转基因专家起先将转基因混同为杂交,经过袁隆平团队多次澄清他们应用的杂交技术不是转基因后,转基因专家 的热脸碰到了人家的凉屁股,就再也不敢提转基因就是杂交了。而今,转基因专家摇身一变,又来攀更高的“亲戚”了,声称转基因就是自然的。如此变脸,真不知世界上还有羞耻二字 。 转基因如果是杂交,那岂不是屈了“21世纪人类最高科技”的大驾?一向狂妄、高傲、目空无人的转基因专家,何以沦落到与“原始、落后、普通”的天然作物相提并论的地步呢 ?既然是天然的,何劳国家花费300亿银子搞什么与大飞机一样的“十大重大”专项呢? 转基因如果是自然的,那么哪些基因枪之类的武器是干什么用的,自然物种的交配是自然发生的,哪有用枪强迫的道理?既然转基因是天然的,那么为什么还要购买什么转基因检 测仪器,尤其是洋人到中国来开世博会的时候,将转基因食品从天然食品中驱除出去,被划分到有害、有毒食品之列呢? 如果是转基因是天然的,那么,转基因专家带头一日三餐将200多个被转了基因的物种,包括粮食、肉、蛋、奶、蔬菜、中草药之类,当做自然食品吃就行了,还劳什么大驾来为转 基因的的危害来搞遮遮掩掩的小动作呢?还搞什么有机食品特供呢? 转基因是指把别的生物的基因片段移植到另一段基因中,属于基因重组,它根本不是天然的,连杂交的亲都攀不是。杂交是同种或近缘种生物的交配,杂交不能产生新的基因型, 只能产生新的基因组合。就比如两棵树杂交可能产生高矮、花朵、叶片不同于亲本的后代,但不会产生发光的后代,但是转入萤火虫的基因之后就可以发光了。转基因和杂交是不 同的概念。转基因生物不是杂交生物。 转基因专家所找到天然转基因的例子无非是树瘤之类,但那是一种严重的病态啊,是最终被自然淘汰的。转基因不能留种,就说明转基因根本违背了自然界的基因交流规律,根本 不是什么自然的。 常规育种就像物种间的谈恋爱,而转基因育种则像物种间的强奸,充满了对物种意愿的违背和强加的意志。有谁见过被强奸的女子站出来说被强奸感觉是和谈恋爱一样呢?谈恋爱 是人类情感的正常表现,而强奸是在犯罪啊? 转基因“强奸”物种,难道不是犯罪吗?只有犯罪的人才会找各种美丽借口宣布自己的无罪啊。事实胜于雄辩,转基因既然那么好,就将自己的好处拿出来说事,再也不要找“天然、 杂交”这样的借口来说事罢! 转基因是天然的吗?要从机理上区分二者之间的关系,建议大家好好读一读旅美学者曹明华的文章吧。想必您读了之后,会产生属于您自己的判断。 转基因是“自然”的吗? 作者: 曹明华 《百科知识》杂志2012年第5期 http://www.qikan.com.cn/Article/bkzs/bkzs201205/bkzs20120516.html 转基因作物在美国,最初是作为,又一大富于无限前景的“高科技”新秀来推广宣传的。推广者试图通过宣传它的可创造奇迹般的高超与神秘,乃至一般人根本就搞不懂、只有专 家才可能懂的深奥与技术含量,以期引起大众的敬畏、尊崇,从而达到让人们无条件地接受和信赖这种新型食物的目的。 当然,这种宣传力度也充分有利于吸引大投资商,以及有“爱好科学”素质之称的政府要员的有效支持。 但自从以孟山都为代表的生物公司发现转基因这一项“高科技”,却与历史上以往产品所受到的待遇不同,比如人们对于一系列新兴的电子产品之欢迎和推崇、或者听到人造卫星上 天和宇宙飞船遨游太空时大众的心理反应…… 甚至于当初原子弹的试验,都没有遭到人们对于转基因农作物试验时那么激烈的反对(!) 于是,他们悄悄地改变了宣传策略 : (A)转基因其实是“自然”的,是自然界中本身就可能发生的,因而并不违背自然规律; (B)转基因农作物与“传统杂交”原理是一样的。(当然他们忘了为什么要为这样一种与传统育种没什么区别的技术索取如此巨额的“研究经费” ……) 这里,它宣传策略上的转向是从“高科技”的神秘 --- 想要赢得公众的敬畏与仰视,到改弦易辙为“自然” ,只想求得人们心理上的认同与接受。 (一)转基因与“自然” 转基因专家喜欢引用的一个例子是:自然界的农杆菌就可以将细菌的基因转入高等植物中,在树干上形成冠瘿瘤(植物冠瘿瘤是由细菌感染引起的肿瘤)。所以转基因是自然界中 本身可能发生的,而并不是对自然规律的违背。 但转基因专家毕竟不是医学专家,他们忽略了一个事实:冠瘿瘤是在植物组织受伤后,因农杆菌的侵入而引发,通常被视为“植物的感染”。当我们人的免疫系统衰弱时,它也能 感染人类,(而当人的免疫系统强健时,是能够抵抗这类病原体的侵袭的)。 首先是因为这些植物有伤在身,才给了细菌以可趁之机;其次,植物在转入基因后是生了病,才长出了冠瘿瘤,这些植物就不健康了,生长受限,产量也降低;再次,冠瘿瘤长相 奇丑,我们的祖先从未选择它作为营养我们生命体的粮食。 (二)推销转基因的专家口吻明确而不含糊 曾经被在《人民日报》上推广转基因的北大生命科学院院长饶毅教授所丑化的哈佛大学生物学教授、诺贝尔奖获得者George Wald说: “我们的社会正面临着前所未有的危机 --- 不仅对于科学史来说,而且于这个地球上的生命”。 “如今通过人工的操作,可以重新设计生物体,而这些生物体是大约三十亿年进化才得来的产物……” George Wald 警告说: “到目前为止,这个地球上的生命所进行的进化活动是极其缓慢的,变异所出现的新的形式有着充裕的时间纳入它所相关的体系。 “可是现在,蛋白质们会在一夜间被调度到前所未有遭遇到过的相互关联的位置中,它所可能导致的后果是没有任何人能够预言的。” 【注:当诺贝尔奖获得者Wald教授说, 这种后果是没有人“能够预言的”,我们却听到中国不少转基因专家表示:他们能够预言,并且所用的口气一律明确而不含糊,这就是向 我们推销转基因食品的专家们最喜欢用的说法:《明明白白转基因》,《转基因明白纸》,诸如此类…… 所以中国距离诺贝尔奖应该已经不远了。】 George Wald 还警告说: “往这个方向继续向前走不仅是不明智的,而且是危险的。它有可能产生新的植物和动物的疾病,新型起源的癌症等疾病……” (三) “专家”忘记一个重要事实 当转基因专家说,转基因其实在自然界也会发生时,他们忘了这样一个事实:自然界的转基因是深受制约的。 所有的有机体和细胞都有着自然的防御机制。这些形形色色的防御机制能够摧毁侵入的异类基因,或使它们处于不活动状态,或将它们的活动区域限制住(只在局部)。转基因专 家们最喜欢拿来做例子的、引导大众接受转基因的“大自然中天然的转基因现象”--- 冠瘿瘤--- 这种植物的肿瘤,就是植物本能地对于侵入的异类基因所作出的抵抗。因此“冠 瘿瘤”并没有见证转基因的“自然”,而是植物与异类基因斗争的产物。 事实上,植物只是在受伤状态下“被动”接受了细菌的侵袭并形成了肿瘤,但他们并没有放弃抵抗,相反,他们还对冠瘿瘤采取了多种监视手段,如转录后基因沉默(植物在外源 基因侵入时,会发展出一种策略:产生si RNA和 mi RNA来降解外源基因转录后的形成的RNA);超敏反应(植物在受到细菌感染时,会在受感染的部位产生局部的细胞死亡,病菌 因此无法扩散)等等。其中,在转基因植物兴起之初,植物“转录后基因沉默”的机制就给外源基因的表达造成了极大的麻烦,由此可见,这种转基因是多么的不“自然”,多么 地不受植物待见! 而转基因专家们“科学地”转基因,则是配备了一整套“工具箱” 、特别来攻克这种生命体的自然防御和自我保护的机制。 (四)生物公司给大众的错觉 以孟山都为代表的生物公司在关于“转基因”的“科普”中,给大众的错觉是:那个欲“转”的“目的基因”,是被单独地(干净利落地)镶嵌进宿主基因组的DNA中去的。 而事实上,这个被“转”的“基因”,只是转基因专家“工具箱”(或者叫“暗盒”)里的一份子。转基因专家还人为地装配了其它几样零件,才一古脑儿地塞进那个原本是“自 然生物体”的主体基因中去的。而且在目前的转基因作物中,塞进去时的那个位置也是没有办法控制的。(这就是中国几位著名“专家“所声称的“精确的技术”--- 这种糊弄大 众的说法)。 那么我们不得不以稍微精确的态度,来审视一下这个可能被我们吃到的食物中的、被塞入天然农作物基因中的这一“不自然”的转基因“暗盒”里,到底有哪几样令人不安的零件 呢? (五)那个转基因工具箱(暗盒)里由人工搭配的几样零件 (1)启动子(Promoter) 在正常的植物中,虽然含有几万个基因,但它们并不都处于活跃的表达状态。一个基因是否表达、以及它的表达程度,是取决于所在细胞或组织的整体需要来决定的 ---然后通过 一个启动子(类似“开关”)来实现 (简单来说)。 而转基因为那个插入的外源基因所配置的这一特定“开关”,却并不像宿主基因组中的任何其它基因那样,是按生命体的需要来“开”或“关”的。它配备的启动子是按转基因专 家人为的意志、强制性地让这个开关来驱动所插入基因的超强度表达。这种“不自然”的超强度表达,是独立于主体细胞本身所具有的自我调节机制,而可能产生非预期后果。 为了增强表达效果,转基因专家还往往在转入的基因中外加一小段内含子,这段内含子常加在启动子和编码区域之间,这也更使得这个启动子并不是插入基因的自然完整的一份子 。 这种转入的启动子,有可能在无意中打开一个原本不该活跃的基因,或使得宿主基因组中原本有其特定表达程度的基因大大地增强其表达程度。在这些情况下,基因不再受制于生 命体本身的调节,而引发出失控状态。 有人想以“基因治疗”来证明转基因的角色。我想一个显而易见的事实是:“基因治疗”是试图用来对付“病态”的,没有人会认为这属于“自然”状态的范畴吧?其次,对于生 命已经受到威胁的病人来说,用“转基因”这种基因疗法来作试验,其风险和后遗症往往是可以接受的。 举例来说,在用转基因治疗X染色体连锁重度联合免疫缺陷病(X-linked severe combined immunodeficiency)的病人时,科学家将病人自身缺乏的基因转入他们的DNA中,其结果 是,对其症状有效,但其中三个男孩却引发了白血病。据分析,是由于转入的增强子刺激了一个附近的“启动子”,结果打开和驱动了一个产生生长调节子(LMO2)的基因,使其 表达程度高了一千倍,致使T细胞生长失控而导致了白血病【1】。 目前的转基因作物中所采用的启动子是CaMV 35S启动子,它来自花椰菜花叶病毒(Cauliflower mosaic virus), 但经过了转基因专家的加工处理。 想让公众接受转基因是“自然的”专家,是这样来安慰大众的:CaMV 35S启动子本身就被发现是“自然地”存在于所感染了植物的病毒中,所以利用这种病毒的启动子来做转基因 作物的启动子也是“自然的” 、不可能有害的。 但是请注意: 在自然状态中,这种启动子是花椰菜花叶病毒中稳定的、完整的一份子,而花椰菜病毒只是在花椰菜的细胞质中(而并不是在其细胞核中)复制,于是,在“自然”状态中,根本 就不曾出现过 --- 主体植物的基因直接与这种病毒的启动子相邻的状态。 因此,它与经过了转基因专家人工处理和人为配备了后的35S启动子的状态是完全不同的【2】。 经转基因专家处理后,这个启动子被整合到了转基因作物的基因组中,与植物基因直接相邻。生物学家Pusztai和Bardocz说:“那种以为,将转基因启动子CaMV 35S整合进入转基 因作物的染色体中之后 --- 还与病毒原来状态(它的DNA也许从来就没有整合进过所感染植物细胞的染色体中)时它的启动子的行为方式是相同的的观点,是不可接受的。”【3 】 这种不可预测的、被转基因专家人工处理过的启动子,可能打开未知的宿主基因而产生毒素、癌症因子、过敏源、抗营养物质、刺激或抑制荷尔蒙水平的酶、或可能使某些基因沉 默的RNA、或可能影响胎儿发育的某些变化,等等。 而且,这种目前被转基因作物广泛采用的启动子CaMV 35S也已被证明是高度不稳定的,会产生多种难以预测的变异 --- 主要由于“重组热点”(Recombination hotspots)这种起 于基因的修复目的的一种行为。【4-7】而这更增加了转基因作物的不确定性和难以预测的风险。 因此,鼓吹转基因食物的专家说,人已经经常吃到花椰菜花叶病毒的启动子了(当食用到感染了此病毒的蔬菜时),再多吃一些转基因作物中所用的这种启动子又何妨?转基因专 家还说:即使这种转基因食物中的启动子会转移入人的肠道细菌中或DNA中,那可能早就已经发生过了…… 他们这样做“科普”,既有可能是出于自己知识面的狭隘,也有可能是为了哄骗不清楚“科学”原理的大众以兜售其转基因食物的做法。 因为,一方面,自然界中被感染了花椰菜花叶病毒的蔬菜只占很少的比例,一旦感染了,这种蔬菜就腐坏了,看上去和吃起来味道都很恶劣 ---人们本能地会避免吃到它【8】。 这说明转基因专家劝说大众食用的 --- 每个细胞中都含有这种启动子的转基因食物绝非正常的、“自然”的。 另一方面,自然状态下的花椰菜花叶病毒,即使吃到,它的的启动子也是不会单独进入肠道细菌,或可能整合进哺乳动物的DNA中。而转基因作物中的这种启动子,是被剥去了正常 的蛋白质外衣,这种裸露的病毒DNA,是可能感染在自然界的完整的状态下不至于感染的生物种类的【9】。在自然状态下,花椰菜花叶病毒只存在于植物的细胞质内而非整合进入 植物基因组,而转基因作物中的启动子,则直接置身于植物DNA中,因而被转移入人或人的肠道细菌DNA中的可能性要大得多。 而且,在自然状态中,当蔬菜被煮熟后,这种病毒就死亡了。而转基因作物中被剥去了正常的蛋白质外衣的花椰菜花叶病毒启动子 --- 这种病毒基因序列的片段在受到加热后,则 会更容易被人的肠道细菌所吸纳。 二〇〇四年的一个研究表明, 在一顿实验餐后,CaMV启动子中有长达1,100个碱基对在小白鼠的组织中被完整地发现。【10】 此启动子被发现: 餐后两小时在胃细胞和小肠淋巴结中; 餐后6小时后,在小肠淋巴结、肾脏、肝脏细胞中; 在餐后整整三天后在小肠淋巴结、脾脏、和肝脏细胞中。 几乎目前所普遍使用在所有转基因作物中的这种CaMV启动子未经消化后可以穿越小白鼠的多个器官,以及可以整合进入人类的肠道细菌中,预示了这一威力强大的、对于基因调控 的元件可能会产生不可预测的、危险的后果。 (2)终止子 (Terminator) 除了那个令人忧心重重的“启动子”之外,转基因作物所转入的“暗盒”里,还用到一个“终止子” --- 它被置于所转基因的终止处。在大多数转基因作物中所用的终止子叫NOS 终止子。 但在现实中,这种人工配置的“终止子”往往是拙劣而容易出故障的。科学家曾在转基因大豆DNA中发现了两个额外的“农达”转入基因序列的片段。而片段之一的254个碱基居然 刚好位于NOS终止子序列之后。【11】 另有研究也表明:在转基因作物中,这个人工配备的NOS终止子,往往不像转基因专家期望的那样恰当地给出“终止”指令【12】,从而导致了RNA的超长度转录。这个不听指挥的 超长RNA中既有对所转基因DNA的转录,又包含了在这后面邻接的转基因片段。更有甚者,它还包括了在所插入基因之后的来自植物基因的转录序列【12】。而这里的被转入外源基 因后的大豆本身DNA已严重变异,不再是任何已知的自然的大豆基因的序列。【13】 因为NOS终止子的不可靠性,转基因作物也许常常会制造出超过预期长度的RNA来,然后剪接成不同长度,其中可能产生危险的有未知调控作用的RNA或融合蛋白。 充满着未知的融合蛋白可包括其氨基酸翻译来自:所转基因、转基因碎片,和变异了的植物DNA。而所产生的多个RNA变异体更是充满了未知。其中可能产生调控RNA(包括陌生的未 知的microRNA)而导致基因沉默。【14-16】 (3)抗生素筛选标识基因(Antibiotic resistant marker gene) 到目前为止上市的、和已获取“安全证书”的转基因作物中,基本上都含有抗生素筛选标识基因。这是为了让转基因人工操作时,能够辨认出来哪些植物细胞中已经被转入了这一 整套“暗盒”。这是一个人为的添加物,其实对于被转基因和所转入基因而言,都是一个累赘。对于将要食用它的人来说,更是一个潜在的风险。 转基因专家不想跟我们说问题的细节。他们甚至说,已经有技术是可以不用抗抗生素标识基因了。但他们没有告诉我们:(1)不用这样的标识基因,转基因研发的成本要高得多, 根本不利于商业化。这样转基因食物还有什么意义呢?花费了那么多复杂的工序,结果成本比自然食物还要高 --- 岂不是在花大价钱让“专家”玩高档游戏吗?(还拿我们的食物 安全开玩笑)。(2)基于任何一个被审批的转基因产品,都要有一定年份的产品稳定期,所以不含抗生素抗性基因的转基因食品,还不是我们目前所关心的。 假如抗生素抗性基因转移进入人的内脏或口腔的致病菌中,那么它们可以制造出超级疾病,难以用抗生素治愈。 2011年曾爆发的新型的大肠杆菌感染,至少对8种抗生素可以产生耐药性。分子生物学专家候美婉指出:“有确凿的证据说明,基因水平转移是造成抗生素抗性迅速传播和毒性病原 菌出现的原因。”转基因技术的设计旨在打破物种屏障,不断地打破物种防御机制,这种防御机制在正常情下可以造成外源基因降解或失活。天然载体则受到物种屏障的限制, 比如说,猪的病毒不能侵染人,番茄病毒不能侵染花椰菜等。但转基因构建的人工载体,经过了一定的设计,却能打破所有的物种屏障。 为什么会有愈来愈多的猪流感、禽流感什么的让人谈及色变?也许因为到目前为止,对于人的食物管理还比较引起人们重视一些,而猪、鸡鸭等,反正是动物,也没什么发言权, 不少转基因的食物被“专家”制造出来,人不愿吃,就设法去给动物吃…… 而到头来,受到报复的可能还是人类自身。 (4) 然后来审视所欲转入的目标基因 专家说:“转基因食物安不安全,主要看所转入的是什么基因。” 至此,我们已经明白,转基因食物的风险绝不仅仅来自于所转入的那个外源基因 ---- 如Bt,或抗除草剂细菌基因。 因为除了欲转入的那个所想要品性的“目标基因”之外,同时还伴随转入的那套“工具箱”,将会导致怎样的后果…… 从此以后,请转基因专家别再忽悠百姓说:“转基因是自然的”了。---- 请问自然界中,何曾发生过由这样一套“工具箱”强制转入的(并连同这套拙劣的“工具箱”都一同转入 了的)、异类基因的作物? (六)转基因与“杂交” 后来,转基因专家居然很谦逊地说:转基因与杂交育种,本质是一样的。我在这里,不预备展开这个话题,因为我会另外讨论这个题目:《转基因与杂交》。 我在这里只简单点一下题: 我们在中学就学过“生物分类学”:界(kingdom)、门(phylum) 、纲(class) 、目(order) 、科(family) 、属(genus) 、种(species)。 杂交一般只在“种”内发生,最多不超过“属”(有少数例外,如马与驴的杂交,本博注)。而转基因,则是一个跨“界”的、突破了植物界、和动物界(kingdom)之间的基因转移活动。 其次,在杂交育种中,何曾出现过以上描述到的那一些人为配置的、对生命体粗暴干涉的、不受制于生物体自然调节机制的这样一整套“工具箱”的侵入? 同时,杂交是对生物进化法则的遵从,而转基因则是对进化法则的藐视。千百万年上亿年以来,每一种生物物种内的基因,与其特定的调控机制一起,经历了漫长的进化…… 杂交 育种中,人们是在寻求进化历史相近的、父本和母本具有尽量一致的转录、翻译、修饰、改错机制及密码子等的物种【17】 --- 杂交的过程是聆听自然和寻求自然的认可的过程 。 因此有形象的比喻说,杂交育种专家至多扮演了一个“介绍人”的角色,将杂交双方的父本和母本介绍到一起,然后让它们自由恋爱…… 有时候成功,有时候不成功,并不由育种 专家这个“媒婆”说了算【18】。因为自然似乎更有它自己的考量。 而跨界的转基因育种可以使两种进化历史完全不同的生物发生基因交流,因为“专家”有一整套“工具箱”强制性地将他想要的那个基因转进去。转基因育种,虽然具有高科技的 “文明”,但却携有践踏自然法则的蛮横。 我曾听一个爱开玩笑的同学说:“杂交育种就像物种间的谈恋爱;而转基因育种则像物种间的强奸,充满了对物种意愿的违背和强加的意志……” 于2011年10月1日至16日在美国纽约至华盛顿举行的民众质疑转基因食物的集会和长征活动中,“非转基因项目”执行董事 Megan Westgate 说: “在进行了30 年和花费了几十亿美元的研究之后,仅仅实现了两种品性的转基因食物的开发:抗除草剂和抗虫性(更别提这两种品性已分别引发了超级害虫和超级杂草 ---作者注 )。与转基因行业最初的承诺完全不符的是,目前市场上没有任何一种转基因食物是能够增加产量、抗干旱、增加营养、或是有其他具有人道援助和环境优势的益处的。美国人民 应该有权利退出这场实验了,这次长征活动就是这样一种宣告。”【19】 在美国人民的这样一种宣告声中,转基因试验场只能向中国这样的国家转移了…… 其实,在目前阶段继续发展转基因食物产业,除了为那些历经多年训练造就了的转基因食物专家 和其相关人员创造就业、以及为转基因生物公司挺住它们的股市价值以外,已经没有太大意义了。 二〇一二年一月十二日 参考文献: 【1】 D.B.Kohn et al., “Occurrence of Leukaemia following gene therapy of X-linked SCID”, Nature Reviews Cancer 3 No. 7 (July 2003): 477-88. 【2】 Joe Cummins, Mae-Wan Ho, Angela Ryan, “Hazardous CaMV promoter?” Nature Biotechnology 18 (April 1, 2000)363-363; http://www.nature.com/nbt/journal/v18/n4/full/nbt0400_363a.html 【3】 A. Pusztai and S. Bardocz, “GMO in animal nutrition: potential benefits and risks,” Chapter 17, Biology of Nutrition in Growing Animals, R.Mosenthin, J.Zentek and T. Zebrowska (Eds.) Elsevier, October 2005 【4】 A. Kohli, S. Griffiths, N. Palacios, R.M. Twyman, P. Vain, D.A. Laurie, and P. Christou, “Molecular characterization of transforming plasmid rearrangements in transgenic rice reveals a recombination hotspot in the CaMV 35S promoter and confirms the predominance of microhomology mediated recombination,” Plant J 17 (1999): 591-601 【5】 S. P. Kumpatla and T.C. Hall, “Organizational complexity of a rice transgenic locus susceptible to methylation-based silencing. IUBMB Life 48 (1999): 459-467 【6】 C. Collonier, G. Berthier, F. Boyer, M.N. Duplan, S. Fernandez, N. Kebdani, A. Kobilinsky, M. Romanuk, Y. Bertheau, “Characterization of commercial GMO inserts: a source of useful material to study genome fluidity,” poster courtesy of Pr. Gilles-Eric Seralini, President du Conseil Scientifique du CRII- GEN, www.crii-gen.org 【7】 Mae-Wan Ho, “Transgenic Lines Proven Unstable,” Institute for Science in Society, http://www.isis.org.uk/TLPU.php ; For further discussion, see Ho et al, “CaMV 35S promoter fragmentation hotspot confirmed, and it is active in animals,” Microbial Ecology in Health and Disease 2000:13, http://www.i - sis.org.uk/mehd3.php 【8】 Joseph Cummins, “Eating Cauliflower Mosaic Virus infected vegetables does not prove that that Cauliflower Mosaic Virus Promoter in genetically modified crops is safe,” ISIS Press Release, February 18, 2001, http://www.i-sis.org.uk/eatingcamv-pr.php 【9】 O. P. Rekvig, et al, “Antibodies to eukaryotic, including autologous, native DNA are produced during BK virus infection, but not after immunization with non-infectious BK DNA,” Scand. J. 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个人分类: 自然与社会|5442 次阅读|4 个评论
《农业转基因生物知识100问》争议点之七:转基因不是杂交
蒋高明 2011-10-21 01:29
蒋高明 农业出版社发行的《农业转基因生物知识100问》第5问有下面的“自问自答”: 5. 自然界中存在基因转移现象吗? 答:基因转移现象在自然界中广泛存在,包括物种内和物种间的基因转移现象。植物界的异花授粉是物种内基因转移的典型现象。农杆菌侵染植物伤口的过程就是物种间基因转移 的典型案例。农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌,它在自然条件下就能感染大多数双子叶植物的受伤部位,并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌 的细胞中有一段T-DNA,农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T-DNA插入到植物基因中。农杆菌对植物侵染作用的发现,是植物转基因技术快速发展的基础。 基因转移(物种之间的基因横向转移)在自然界中广泛存在吗?尽管《100问》中指出的不同物种之间的基因交流是客观存在的,但是这样的概率是非常小的,并不是“自然界中的广泛现象”,否则物种进化的格局就不是今天的样子。农杆菌侵染植物伤口,也需要植物存在伤口才能发生,且侵入植物发生的基因交流还 要经过自然的选择,优胜劣汰,不会存在太大的生态风险。而目前人类进行的转基因则不同,它是人为将健康的自然植物的“伤口”扩大,导入的基因存在重大生态风险。因为, 自然界根本就不存在借助外力(如基因枪)进行的转基因物种。 有人对自然界偶然发生的基因转移现象无限扩大,甚至将转基因混同于杂交,这一点更是明显地犯了生物学的常识错误。中国农业科学院生物技术研究所的研究员黄大昉,于2011年10月 17日在《人民日报》撰文《什么是转基因》,有这样的描述: “转基因,从字面上不难理解,指的就是基因的转移。实际上,转基因有广义和特定的两种含义。广义的转基因就是泛指生物间基因转移。自然界中物种间的天然杂交和自然选择 、农业生产中常用的杂交育种,都发生了基因的重新组合,都经过了转基因。例如,我们现在种植的绝大部分作物、吃的几乎所有的食品,并不是自然进化而生的野生品种,而是 经过千百年的人工选育,就是转移基因所创造的新物种或新品种”。 把杂交育种技术归类为“转基因”,并把它和利用生物工程手段创造出新物种(转基因)放在同等的地位,是把两个不同性质的事情混为一谈。 杂交只能在同种和近亲种间进行,可自然发生,而转基因技术可以将基因在不同生物间转移,自然发生的概率非常小,几乎为零概率事件。透过杂交技术的品种改良只能够在近亲的品种之间进行, 杂交水稻都是在栽培稻之间或栽培稻 与野生稻之间的杂交品种, 育种及筛选优良的株系。即使人工杂交技术, 也没有打破大自然的遗传规律, 正如我们最熟悉的狗,就是古人早期驯化狼通过从野生的狼中寻找父本或母本 ,不断杂交,最后得到优势种,迄今狼依然可以和狗生育后代。但通过转基因技术,科学家可以将某个基因从一种生物中移植到另一生物, 使受体生物出现一些特殊的性状,如抗虫 、抗除草剂等。从这层意义上看,转基因生物是实验室中创造出来的生命,譬如最常说的将杆菌上的产毒素的基因转移到水稻,小麦上去,但是不管怎么转,人们是不可能让杆菌和小麦,水 稻来交配生育后代的。这就是转基因和杂交的最本质的区别。 美国著名科学家、哈佛大学教授爱德华•欧•威尔逊指出:“每一个物种就是一个封闭的基因库——一个不能与其它物种交换基因的生物集合体。如此程度的种间隔离,使每一个物 种在长期进化过程中形成各自的遗传特征,并占据独特的地理分布范围。在一个物种内,特定的个体及其子子孙孙与其它生物个体之间的差异不会太远,因为它们必须进行有性繁 殖,与其他家族进行基因交换。经过若干时代,属于同一物种的所有家系以其鲜明的特征联系在一起,这一脉相承的全部生物个体及其未来时代,会共同向着同一基本方向进化” 。 人类正在进行的转基因商业化开发,其出发点根本不是为了解决人类的粮食安全问题,而是为了资本的利益,为了商业的利益。这对生物进化尤其人类栽培与驯化的物种来说,是个重大打击。在转基因生物巨头和相关利益科学家眼里,那些传统的优质种子或部分杂交种子就是他们的“眼中钉、肉中刺”,严重阻碍他们通过垄断种子而获取金钱。 经过约40亿年的长期自然演化后,物种的基因搭配是最合理的,多一个会进化出 来,少一个会淘汰出去。转基因生物不能留种,就说明转基因打乱了物种进化轨迹。人类利用最高的技术,举全球之力并不能制造一个结构非常简单的物种,但人类却能够利用转 基因技术毁灭一个物种。 转基因棉花推广后,当农民发现转基因棉存在的问题后,想种植普通的棉花已经很难找到种子了。尽管国家种质资源库中,还可能有保留的传统种子,但要短时间内提供大面积种 植的种子是非常困难的。对于那些关乎粮食安全的水稻、小麦、玉米、大豆种子,农民不能及时安全有效地获得种子,是非常危险的。
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中国学术界和谁杂交?如何杂交?
热度 17 hongfei 2011-9-27 15:17
中国学术界和谁杂交?如何杂交? 2011.09.27 看到黄老邪的博文《不能把“近亲繁殖”当作一根棍子》,想起几年前写的一篇相关博文《中国学术界和谁杂交?如何杂交?》,觉得也许可以旧文重贴如下。 李小文《不能把“近亲繁殖”当作一根棍子》博文链接:http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=2984do=blogid=490846 *********************************************** 原博文链接地址: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=176do=blogquickforward=1id=33813 中国学术界和谁杂交?如何杂交? 2008.07.31 前两天何毓琦先生在《学术界的杂交与自建门户》博文中提出了很好的问题。后来陈学雷兄写了一篇《也谈学术界的杂交与自建门户》博文,刘进平兄又写了一篇《国内学术界的“杂交”和“自交”》博文,都是在谈这个问题。今天刚好有点空,也来凑凑热闹。 何毓琦《学术界的杂交与自建门户》博文链接: http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=33550 陈学雷《也谈学术界的杂交与自建门户》博文链接: http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=33695 刘进平《国内学术界的“杂交”和“自交”》博文链接: http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=33768 不要乱交 大家一说起杂交,好像就是好事。其实不然。 生物学上并没有说过杂交一定就有优势。优良和分化性较小的纯种,近亲繁殖是保全其品种优势的途径,可以避免品种因与劣种杂交而退化。也许对于品质本来就比较低劣的杂种来说,任何杂交都可以提高它的品种特性,至少不会更坏。但是,杂种杂交也不一定就会有好处,杂种还是要和有优良特性的品种杂交才有益处。一帮杂种乱交一气,是不行的。如果我说得不够专业的话,去问袁隆平院士好了,他是这方面的专家。 不管怎么说,就算有时候学术上杂交有很大的好处,学术上的杂交要有所选择,学术上乱交也是要不得。 纯种近亲繁殖有优势 我以前在诺贝尔医学生理学奖获得者P. B. Medawar的《Advice to a Young Scientist》中读到下面的两段话,与学术近亲繁殖(inbreeding)有关。Medawar说不要夸大学术上近亲繁殖的坏处,因为“伟大的研究学派往往是通过近亲繁殖而建立起来的(Inbreeding is often the way in which a great school of research is built up. )”。Medawar是这样说的: The easy way to choose a patron is to pick the person closest at hand-the head or other senior staff member in the department of graduation who may be on the lookout for disciples or an extra pair of hands. Such a choice will have the advantage that the graduate student need not change his opinions,lodgings, or friends, but conventional wisdom frowns upon it and is greatly opposed to young graduates' continuing in the same departments; lips are pursed, the evils of academic inbreeding piously rehearsed, and sentiments hardly more lofty or original than that "travel broadens the mind" are urged upon any graduate with an inclination to stay put. These abjurations should not be thought compelling. Inbreeding is often the way in which a great school of research is built up. If a graduate understands and is proud of the work going on in his department, he may do best to fall into step with people who know where they are going. A graduate student should by all means attach himself to a department doing work that has aroused his enthusiasm, admiration or respect; no good will come of merely going wherever a job offers, irrespective of the work in progress. 几年前《科学时报》上题为《BEC凝聚美丽的心灵》报道。就报道了美国MIT物理系David Pritchard教授的这样一个了不起的学派。在这个报道中,也引用了Medawar的那句关于近亲繁殖的名言,报道中是这样说的: 在MIT,大力支持Ketterle的并不只有Pritchard一人,Pritchard的博士导师、MIT物理系教授Dan Klepnner也是热忱的支持者。让我们来看看这个伟大的学术家族里的师承关系和他们的贡献。这个家族的创始人Rabi是1944年诺贝尔物理学奖获得者;1989年诺贝尔物理学奖获得者、哈佛大学教授Norman Ramsey是Rabi的博士研究生,也是Klepnner的博士导师;1997年获得诺贝尔物理学奖的William Phillips是Klepnner的博士生,Pritchard的博士后;而与Ketterle一起在2001年分享诺贝尔物理学奖的Eric Cornell是Pritchard的博士生,另一位获得者Carl Wieman是Klepnner以前的学生,而且Wieman还是Cornell的博士后导师。Silbey说,换了别人,也会和Ketterle一样无法拒绝这样的同事和研究传统。也许我们应当反对学术上的近亲繁殖,因为它会造成学术的退化。但从这一科学家族的传统来看,却好像是验证了诺贝尔生理学或医学奖获得者彼得·梅多沃在《给青年科学家的忠告》中所警告的,不要过分夸大近亲繁殖的坏处,因为“伟大的研究学派往往是通过近亲繁殖而建立起来的”。 讲述这个故事的是当时MIT理学院的院长Silbey教授。 《BEC凝聚美丽的心灵》文章链接: http://blog.tianya.cn/blogger/post_show.asp?idWriter=0Key=0BlogID=298506PostID=11950976 中国学术界的近亲繁殖问题 Medawar的话和MIT的例子当然不能用来支持中国学术界的普遍存在的近亲繁殖现象。 中国学术界原来有一些优良品种,很可惜结果后来被掺了沙子,已经把品种特性搞坏了,其近亲繁殖远远谈不上伟大学派的纯种保存。这样的杂种自交,很快退化是必然的。 除此之外,西方学术界的近亲繁殖其实是被制度所强烈抑制的。即使David Pritchard和Wolfgang Ketterle这种绝对优良的学术品种的近亲繁殖也是在很严格的条件下才被允许。只有在严格抑制近亲繁殖的前提下,少数好的近亲繁殖才能被挑选和保存下来。 在西方学术界,原则上同一个系里不会有做相同研究的两个教授(包括助理教授)。学术上有很大权力和很多资源的人,可以留下很多个能干的学生做自己的助手,但是不会也基本上不太可能把他们在本系或本部门提拔为正式的PI或教授。这样,能干的学生为了更好地出路,当然不会太久地留下来,自然就避免了学术上的近亲繁殖。 当年美国MIT物理系David Pritchard教授要求MIT物理系留下自己的博士后Wolfgang Ketterle在本系做教授,就不得不以改变自己的研究方向和让出相关的研究经费为条件。《BEC凝聚美丽的心灵》文章中说: Wolfgang Ketterle于1990年从德国到美国MIT物理系David Pritchard教授小组从事博士后研究。三年之后,Ketterle得到了其它研究机构提供的教席。如果Ketterle接受了这个职位,那么,他在其中起到非常重要作用的有关BEC的研究工作就有可能被中断。于是,Pritchard向学校提出给Ketterle一个助理教授职位,以使Ketterle能继续留在MIT。但是,美国大学的惯例是在同一个系里不能有完全相同研究领域的两个教授,于是Pritchard做出了一个科学家所能做到的最无私的决定。 Pritchard决定让Ketterle接手原本是他主持的BEC实验研究工作,而自己则选择了改变研究方向。Pritchard说: “我从此脱离了该项实验,但我得到了一个了不起的同事。” 在MIT物理系,为了留下Ketterle,Pritchard虽然早已是名家,却需要改变自己的研究方向,自己开展相对独立研究工作。根据SCI检索,Ketterle留在MIT后的1994-1998年间,Prichard和Ketterle没有共同署名发表任何文章。而Ketterle在1994-1998年间共发表了29篇SCI文章,其中包括若干篇关于BEC的重要文章,为Ketterle赢得了2001年的诺贝尔物理学奖。在此期间Pritchard也发表了24篇SCI文章,都没有Ketterle的署名。不仅如此,他们各自的这些文章中连与他们共同署名的作者都没有相互交叉。1999年以后,Prichard和Ketterle小组之间才有一些共同署名的文章,这已经是两个完全独立的研究组之间的互补合作了。 这些在我们这里是完全不可思议的事情。 所以,何毓琦先生指出的中国学术界的近亲繁殖其实有其最根本的制度上的原因。国内的大学和机构不仅允许,并且常常以在同一个系里有若干个不同的教授做非常相近的研究为荣。即使没有直接的贡献,这些人还常常把名字署在同一篇文章上。相处得好的时候大家报成一团,其乐融融,垄断学界;相处不好当然也是自作自受,等于在自己身边埋下定时炸弹。 因此,中国学术界的近亲繁殖,更多是人事制度上的问题。留下的博士后和助手往往因为制度原因,待遇过于低下,无法有基本的体面生存,因此,国内的博士后和研究助理制度发展很差。作为变通,有一些大老板或院士只好留下一些实际上听命于自己的PI和教授作为二老板,形成所谓团队。这在某种程度上虽说也是不得已,但实际上在竞争经费和资源的时候有额外的好处,所以大家都乐此不疲。 如果中国学术界不能作出相应的制度上的改变,不能增加博士后和研究助理的基本待遇,仍然允许同一个单位的两个教授或PI做相近的工作,基金会和科技部仍然允许他们用内容相近的项目申请经费,学术上的杂种自交现象不仅不会减小,而且还会愈演愈烈。 对于那些的确优良的品种,不乱杂交也是应该允许的。不过,怕就怕绝大多数认为自己是纯种的,其实是很严重的杂种。 (声明:敬请读者不要把生物学上的杂种理解成骂人话中的杂种。)
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转基因不是杂交,两者不能混淆
热度 3 蒋高明 2010-2-19 13:19
蒋高明 2月18日,笔者在科学网博客发表文章《稻田里为什么这么多虫子?》,引起不少网友评论,许多讨论是建设性的,非常感谢网友的留言。笔者有些做了回复。但是,针对网友提出的转基因与杂交是一回事,笔者是不完全同意的。转基因不是杂交,两者混淆不得。将转基因理解成杂交,是将复杂而严肃的科学问题简单化了。这里有必要再说明一下两者的区别,愿与专家商榷。 笔者文章见: http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=295773 ,网友留言和笔者回复情况如下: aqua2001 :美国是转基因食品的最大消费国,美国国内种植的相当比例的农作物都是转基因品种,某些不懂的游客不要胡说。所谓转基因是有针对性地引入已知功能的基因,杂交是没有针对性地引入外源基因,再在大批产品中筛选出合适的抗虫害或高产品种(也就是引入的基因恰巧能起到这类作用的品种)。这两者之间有什么本质区别? 博主回复 :转基因与杂交有本质上的不同。杂交是在多发生同种、同属或同科物种之间,亲缘关系很近,如袁隆平的杂交稻是野生稻与水稻杂交,但都是稻属这个植物。杂交最远 发生在属间,科间就需要人帮助了,如马于驴的杂交。而转基因是不同的类群(生物类群中的界有三大类,动物界,植物界微生物界,界以下分别是门,纲,目,科,属,种)之间,如将深海里的鱼的基因转到西红柿,微生物的基因转移到水稻里去。杂交在自然界可自然发生,不同界之间的杂交是零概率事件。当然,按照进化论观点,生命起源于一个细胞,但是,生命进化到今天,绝对不可能发生今天这样人与水稻进行杂交,但转基因可以办到。 guoxc: 高明教授发了系列关于转基因的博客。 这些文章,作为科普,也许可以,但很多不是很完整的知识和信息。如果是为了反对转基因而写,就将自己混同于飞专业人士了。对转基因的泛滥,我也同样持反对的态度。但转基因被放大,包括支持者的放大,也包括反对者的放大。 首先,转基因是什么?转基因是创造资源,而非直接产生品种。在这一点上,转基因与杂交没有根本的差别,但比杂交更具有明确的方向性。品种需要选育才能够产生。一个优良品种,简单转基因是不能够立即成为可商业化的品种的。很多非这个行当的人口年不是很清楚这一点。 其次,转基因不能够解决多基因的性状改良问题。转基因的优势是单基因或少数基因。因此,对抗性的解决,相对容易。如抗虫的。 对产量,基本上是没有办法的 。因为产量是多基因,而且涉及基因的调控网络问题。即使在同样的环境条件下,也可能表达的多样性。这个问题是目前没办法解决的。在这一点上,转基因就不如杂交了。基因的协同和基因表达的网络化,是进化问题。在育种上,就是加代选择问题。进化建立的是基因及其调控的和谐,是基因和谐社会的建立。一个转基因会破坏原来的和谐。因此需要和谐的重建。 第三,转基因是否进入人体按照长期的理论,应该不会。但实际的可能是:会。最近一篇文章,就说水稻基因与中国人基因的关系。需要的话,我可以给你。其实,人与环境的基因交流,是自然的。深了就不说了。 第四,转基因产品可以吃吗?看具体转的是什么基因。如果是胰蛋白酶抑制剂基因,没问题是可以吃的,但必须加工成为熟的,破坏该抑制剂即可。如果是其它毒性的,看毒性的作用机理。其它转基因也是如此。 第五,转基因的危害 最大危害不是对人体。 转基因的危害,在于破坏物种的平衡。获得某些基因会具有相对优势,在选择中处于优势意味着生态位的优势。而转基因可以跨越物种传播的。因此造成很大的不平衡 。 在这一点上,转基因与杂交育种是不同的。 先到这里吧。 博主回复 :谢谢,您的文章提高了笔者对转基因问题的认识。我们需要在转基因的利与害之间找的平衡点,尤其面对粮食安全,这是个战略问题。现在,善良的中国人太健忘了,忘记了当年西方列强瓜分我们。现在美国人用转基因武器打败了中国的大豆和棉花,但花的是中国人的钱,用的是中国的农民,这个问题我们必须清醒, 他们只出武器,出战略思路。从这个严重问题看,我们也要掌握武器,这个武器也可能是转基因,也可能不是,这个枪杆子必须在自己手里。害人之心不可有,但防人之心不可无。他人多的是害人之心,我们还不惊醒是很令人担忧的。 关于将杂交与转基因混同,我是不同意的。深海里的鱼与陆地上的西红柿能够杂交到一起吗?人能够与水稻杂交吗?转基因的思路是违背生物演化规律的,其长期环境欠债是要人偿还的,但受害的将是弱势群体。 我同意您的和谐说法,这我们理解的生态平衡时一样的道理。凡事得有个度。 这里,笔者利用百度百科上的介绍,再从专业角度谈谈个人的看法: 先来看杂交。杂交指基因型不同的个体之间进行的交配。遗传学中经典的也是常用的实验方法。通过不同的基因型的个体之间的交配而取得某些双亲基因重新组合的个体的方法。一般情况下,把通过生殖细胞相互融合而达到这一目的过程称为杂交;而把由体细胞相互融合达到这一结果的过程称为体细胞杂交。杂交产生的后代称为杂种。 不同种属之间,或是地理上远缘的种内亚种之间个体的交配称为远缘杂交,所得个体称为远缘杂种。相反地,亲缘关系极近的个体间杂交称为近亲交配,或称近交,包括兄妹近交、半兄妹等等近交 (如近亲结婚)。近交可以用来建立纯系。同一个体或同一无性繁殖系的个体间交配称为自交。除自交之外的一切交配,不论亲体双方的基因型有无差异都属于异交。注意,杂交说的是不同 个体之间,属间,种内 ,难以扩大到不同界之间。 再来看转基因。将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术(Transgene technology)。人们常说的遗传工程、基因工程、遗传转化均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为遗传修饰过的生物体(Genetically modified organism,简称GMO)。遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株可分成两大类,第一类需要通过组织培养再生植株,常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法;另一类方法不需要通过组织培养,目前比较成熟的主要有花粉管通道法。其中基因枪法原理, 利用火药爆炸或高压气体加速 (这一加速设备被称为基因枪),将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中,然后通过细胞和组织培养技术,再生出植株,选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比,基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单,因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。这里已经出现了 明显的人为操作痕迹,且转基因已经扩大到不同的物种,不同界门纲目科之间的物种 。 杂交中人类在不同物种之间应用最远的例子可能是骡子,它是马和驴交配产下的后代,分为驴骡和马骡。公驴可以和母马交配,生下的叫马骡,如果是公马和母驴交配,生下的叫驴骡,骡个大,具有驴的负重能力和抵抗能力,有马的灵活性和奔跑能力,是非常好的役畜,但不能生育。驴骡个小,一般不如马骡好,但有时能生育。 但转基因情况就大不一样了。比如西红柿由于富含水分很不耐冻,科学家将生活在低温环境下的 一种深海鱼的基因,移植到西红柿细胞内 ,就培育成了耐冻的转基因西红柿。美国文特利亚物技术公司开发一种抗痢疾的药物,是 将人类基因通过转基因手段引入水稻中 。在生物技术专家眼里,把人类基因引入水稻,从生物技术上来说是完全有可能的,也并非是什么新鲜事。 因此,转基因是武器化的生物杂交,是将自然界发生的零概率事件变成大概率事件;而杂交还是基本尊重了自然界的生物遗传规律,是比较保守的育种手段,不会发生跨界(动物、植物、微生物、病毒等生物界)之间。 两者有一定的联系。从遗传的角度来说,都是在分子生物学上把两条单链DNA或RNA的碱基配对。但杂交是自然发生的,多发生在近缘种之间,野生稻与水稻都是稻属Oryza植物,如即使不同属驴和马结合产生骡,也是发生在同一科物种之间,是动物与动物之间自然交配的,是人类掌握的亲缘关系较远的杂交例子之一;转基因是强迫发生的,人类掌握了这个工具,想让哪个物种和哪个物种结合都能够做到。因此,两者的区别是非常显然的,不能混为一谈。
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现代人类是前古文明人与猿的杂交后代
sheep021 2010-2-8 14:08
按:本文是科学+幻想,并非正式论文 0 在现代科技的帮助下,人类似乎已经走上不归路 有人曾说过: “ 这个世界不是毁在几个不懂法的流氓手里,要毁就毁在科学家手里。 ” 今天这个世界上的歧视已经够多啦,种族歧视、性别歧视、年龄歧视、地位歧视,本来每一种歧视都有人给他找理由,现在又来了个 “ 好 ” 基因, “ 坏 ” 基因, “ 正常基因组 ” 与 “ 疾病基因组 ” 。原来有人说 “ 生死在命 ” ,现在又来个 “ 生病在于基因 ” ,这不是地地道道的 “ 遗传歧视 ” 吗?一句话,人类总是喜欢按照自己的审美观和认识世界和改造世界。由此产生了无数灾难。 1 英国疯牛病 英国的 “ 疯牛病 ” 。可以说那些 “ 疯牛 ” 都是合格的好牛,个头大,产奶量高,肉也好,这是不断 “ 优生 ” 的结果。可是 “ 疯牛病 ” 来了,一下子蔓延开,它们毫无抵抗力,几乎毁掉了整个英国的畜牧业。相反,在一个小农场里有一对老夫妇,养着一群土牛,个小,长得不好看,乳又不好,可就它们不怕 “ 疯牛病 ” 。现在就靠这些土牛的基因来拯救英国的畜牧业。 万一来了 “ 疯牛病 ” ,人都没抵抗力怎么办? 2 美国转基因大豆 美国的大豆也是几乎毁在了转基因大豆手里,幸亏中国东北的野生大豆暂时拯救了美国大豆业(备注:此消息来源待考) 3.人类起源新说 关于人类起源,有说是从猿进化来的,有说是外星人的实验品云云。不一而足。 本人也杜撰一个人类起源史吧: 人类是前古文明人与猿的杂交后代。 前古文明人是上一个文明周期时的高级智能人类。由于科技的日渐发达,他们掌握了娴熟的基因技术,并可以按照预设的基因工程程序人工培育天才后代,所以他们更加聪明、健美…… 一代代发展之后,他们逐渐失去了对病毒的抵抗能力…… 一场感冒,就要了几千万人的命,即使一些已知的病都不能治了,而且还会冒出多种多样新的病来……,各种医疗手段都无济于事…… 于是,他们不得不考虑如何从基因层面改变颓势,但是,所有的人都是天才转基因人的后代,没有一个笨人和傻子好给他们提供最原始的基因,他们不得不把眼光投向与他们多少有点沾亲带故的动物——猿。 于是经过试验之后的一批人猿杂交后代产生了。 天才转基因人还没来得及传授 人猿杂交人知识, 又一场流感袭来,所有的天才转基因人一个不留,全部死于流感,只有大批尚处幼年的 人猿杂交人存活下来,除了使用简单工具,他们一无所能,还有一些早期试验的杂交人已经成年,接触了前古文明的一些知识,成为神人、或巫。这就是所谓人神杂居的时代。 从此,他们迈上了漫漫进化之路…… 直到今天,在科技的帮助下,人类似乎又走上了不归路。 历史的车轮又快转够一圈了…… 如果问地球上第一代人从哪里来,这个似乎才是达尔文要回答的问题
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[小红猪]拔掉达尔文的树
eloa 2009-3-28 23:44
小红猪小分队 发表于 2009-03-28 9:30 原文 ,译者:Alulu,她的更多译作见 此 。 生命之树,进化论中一个标志性概念,竟被发现仅仅是我们的臆想,Graham Lawton如是说 。 1837年的七月,Charles Darwin灵光乍现。在伦敦家中的书房里,翻开红色皮面笔记本新的一页,他写道:我认为。然后,用细弱的笔画勾勒出一棵树的形状。 正如我们所知,这是Darwin第一次通过摆弄生命之树的概念来解释不同物种之间的进化关系。事实证明这是个硕果累累的想法:待到22年后《物种起源》出版之时,Darwin笔下瘦弱的小苗已经成长为一棵蔚为壮观的大橡树。《物种起源》无数次提到了这棵生命之树,然而对它唯一的图解便是书中一个枝枝杈杈的结构,向人们展示一个物种如何能够演进出更多物种。 生命之树的概念绝对是Darwin思想的中心,其重要性可以和自然选择平起平坐,加拿大Nova Scotia省Halifax的Dalhousie大学的生物学家W. Ford Doolittle说。没有它,进化论永远不可能诞生。这棵树还帮助进化论赢得了胜利。Darwin成功地论证说生命之树是大自然既有的事实,对于任何人来说都显而易见,尽管需要一个解释。至于这个解释,他提出,就是自然选择导致的进化。 自Darwin以来,生命之树一直是人们了解地球生命历史时的统一原则。在树的根部,是LUCA,即所有现存物种的共同祖先(Last Universal Common Ancestor),从LUCA那儿再延伸出树干,树干分叉再分叉,就形成了一棵繁茂的二杈分支的大树。每一根树枝都代表了一个物种;分支点则代表物种一分为二的地方。大多数树枝终结于某个死角,表明物种灭绝,但仍有一些成功到达了树的顶端这些就是现存的物种。这棵树于是成为了一个记录,展现了每一个曾经存在过的物种和所有其他物种之间的千丝万缕,并一路追溯到了生命的起源。 在过去150年间,很多时候,生物学普遍都专注于给生命之树添补细节的工程当中。很长一段时间里,我们的圣杯(注:本是耶稣最后的晚餐上用的杯子,象征几乎不可能达到的目标。)就是构建生命之树。Eric Bapteste,一个法国巴黎Pierre and Marie Curie大学的进化生物学家,这样说道。几年前,圣杯看起来已经触手可及。但如今,这项工程却奄奄一息地躺在在破纸堆中,在反面证据的突袭之下分崩离析。现在,许多生物学家都争论说,生命之树的概念已经是明日黄花,应当被舍弃。我们完全没有证据可以证明生命之树是一个事实。Bapteste说。这个晴天大惊雷甚至让一些人相信,我们对于生物学的基础观念需要改变。 那么,到底发生了什么?简单地说,DNA。1953年DNA分子结构的发现为进化生物学开辟了一方新天地。终于,这个小玩意出现在眼前,作为遗传的唯一负责者,生命发展的历史毫无疑问已被写入其中,要是我们知道该如何将其解码该多好呀。于是乎,分子进化学破蛋而出,并随着解读DNA序列以及其他生物大分子如RNA和蛋白质结构的技术成为现实,领域的先驱们开始相信,这能为达尔文的生命之树提供确切证据。基本构想很简单:两个物种进化关系越密切(或者说,它们在树上的分叉点越晚近),它们的DNA、RNA和蛋白质序列也理应会越接近。 刚开始的时候,一切都很顺利。首个被测序的分子是在核糖体细胞的蛋白质制造机器中发现的RNA。上世纪70年代,通过比较多种植物、动物和微生物的RNA序列,分子生物学家们开始描绘出树的大体轮廓。诸多成果之外,这还意外地引导出一个过去不为人所知的、生命之树另一个主枝的发现,即单细胞古细菌,过去被认作是细菌的一份子。 图注:Darwin第一幅关于进化生命树的素描 直到上世纪80年代中期,大家已信心满满地认为分子技术终于能够展现整棵生命之树的光辉形象了。颇具讽刺意味的是,结果恰恰相反。 90年代早期,当人们能够真正对真细菌和古细菌的基因而不仅仅是RNA进行测序时,问题开始显现。所有人都期望这些DNA测序结果能够进一步证实RNA版的生命之树,有时他们也确实做到了,但更要命的是,有时他们没有。比如,RNA版生命树可能会指出物种A更接近物种B而不是物种C,但由DNA版得出结论却完全相反。 到底哪一个是正确的呢?答案看上去有点矛盾,两者皆有理但只有大前提为Darwin的树是错误的时,这一结论才成立。Darwin假定家系繁衍纯纯是垂直的,即生物把其品性下传给后代。但如果一个物种也会经常性地和其他物种交换基因物质,或进行杂交呢?生命之树整洁分叉的式样会被迅速打破,成为一丛不可理喻而又枝节勾连的灌木,物种之间的联系在某些方面极其紧密,在其他方面则并非如此。 现在我们知道事实就是这样。随着被测序的基因越来越多,有一点已经逐渐清晰,就是想要解释细菌和古细菌之间的联系方式,只能认为它们经常性地和其他物种交换遗传物质时常要跨越巨大的种系距离通过一个被称作是水平基因转移(HGT)的过程。 小故事们的上台- 合二为一 过去我们都认为不同物种间的杂种后代是不育的,因而不可能在塑造地球生命历史的进程中扮演什么角色,但是时候抛弃这个老观点了。已退休的英国利物浦大学海洋生物学家Donald Williamson说,杂交是动物进化中一股不可忽视的力量。他的结论来自于他对海洋生物毕生的研究,比如海星,海胆,还有软体动物,这些海洋生物中有许多都经营着一种奇怪的双重生活,起先是一个幼虫,然后变态进入成年阶段。 对变态的传统解释认为这是逐渐进化而来的,其间幼虫慢慢特化为专职进食,而成年则只负责交配,直到它二种形态长得不再彼此相像。Williamson有不同的看法。他指出,海洋中的幼虫有五种基本形式,基于其共有特征,可将它们组织成一棵谱系树。但是,这棵树和成体之间的谱系关系完全无关:近似相同的幼虫可以发展为不同种系的成体,而有些关系紧密的成体却有着完全没有关系的幼虫。 生物大融合 看上去像是每个物种被随机分配了一种幼虫这正是Williamson所提出的事实。他相信变态在进化过程中随着两个不同物种的随机融合而重复出现,参与融合的一方作为幼虫,另一方形成成体。 如果你觉得这听起来也不大可能,Williamson指出,很多海洋生物的繁殖方式是将卵子和精子排入大海,之后要做的就是期待一个好结果了,这给物种间杂交提供了大量机会。正常情况下杂交并不会发生,他说,但是每一百万年中总有一次成功:一个物种的精子让另一个物种的卵子受精,两个物种就合二为一了。这种生物融合最可能这样运作,即杂交而生的嵌合体能够连续地表达两套基因,构成一个包含两个阶段、中间经过变态的生命史。 这个假说解释了海洋生物学中的诸多异常现象,Williamson说。他的主要证据就是海星Luidia sarsi,它的生命开始于一个小小的幼虫,体内藏着个微型海星。随着幼虫的生长,海星迁移到体外,当幼虫在海底安顿下来,它们就彻底分离了。这对于海星来说再正常不过,但在Luidia身上,还会发生一件神奇的事情。幼虫不会退化,反而游离开去,并作为一个独立的动物生活好几个月。我不明白,一种动物如果只有一套基因的话,怎么可能能做到这一点。Williamson说,我认为,幼虫的基因和成体的基因不同。 小故事们的谢幕- 图注:海星Luidia sarsi看起来同时是两个物种,一个形成幼虫,另一个形成成体。 起初,HGT被认作是个不重要的影响因素,仅仅转移抗生素抵抗一类额外配件式的功能。核心的生物功能如DNA复制和蛋白质合成仍应当是垂直传递的。有那么一小会儿,这让进化生物学家顺利接受HGT理论,而无须让他们的宝贝生命树遭遇不测;HGT只不过是让树的边缘稍显模糊的噪点罢了。现在我们知道,这种观点是错误的。在大量种群之间存在泛滥的遗传信息交换。加利福尼亚大学欧文分校的进化生物学家Micheal Rose说。 同一纲的物种之间密切的关系有时可以表现为一棵巨大的树。我相信这个比喻在很大层面上说明了事实 引自《物种起源》,Charles Darwin 从树到网 随着HGT作为主要因素的地位逐渐明晰,生物学家们开始意识到这对生命树概念的影响。早在1993年,就有学者提出生命树上与真细菌和古细菌相关的那部分其实更像一张网。1999年,Doolittle发表了一篇颇具煽动性的宣言说生命之树被描绘为树是不妥当的(《科学》(Science),vol 284,p 2124)。生命之树在自然界中并不存在,这只是人类给自然分类的一个方法。他说。 于是乎生命树之上打响了最后的决战。许多研究者紧握钢枪,使用更高深的电脑软件砍掉噪点,还原至尊之树的本真。其他人态度之强硬程度旗鼓相当,争辩说这样的研究完全是痴人说梦,应当被抛弃。 这场大战于2006年升级至顶峰。在一项野心勃勃的研究中,德国Heidelberg欧洲分子生物学实验室的Peer Bork领导的小组检测了来自全部生物三界的191个物种的基因真细菌,古细菌和真核生物(一种复杂生物体,其遗传物质都包裹在细胞核里)并发现31个被所有这些物种共享的基因,而这些基因完全没有显露出曾进行过水平转移的痕迹。通过比较从大肠杆菌到大象的每一个样品的核心基因序列,他们生成了一棵树。Bork宣称,这是有史以来最接近完美生命树的研究结果。(《科学》,vol 311, p 1283)。其他研究者则不敢苟同。他们之中有位于德国Dsseeldorf的Heinrich Heine大学的Tal Dagan和William Martin,两人指出,从数量上看,31个基因完全可以忽略,因为这仅仅代表了一个典型的真细菌基因总量的1%,对于一个动物来说则可能只有0.1%。那几乎无法构建出一棵壮观的大橡树,就连一棵瘦弱的小树苗都不大可能倒是会更像一根小树枝,埋没在巨大的网下。Dagan将Bork的结果称为1%的信息所构成的树,并指出这项研究不经意间给出了到目前为止最好的证据,证明生命树的概念是多余的(《基因生物学》(Genome Biology), vol 7,p 118)。 这场辩论两极分化的状态延续至今。Bork的小组继续进行生命之树的研究工作,并一如既往地捍卫着这一概念。我们的观点是,没错,确实有不少HGT,但主要的基因仍然蕴含着树的信号。Bork说。他表明,真正的问题在于我们还没有足够好的技术把这个信号择选出来。 与此同时,那些立志要砍倒生命之树的人们也在不断取得进步。真细菌和古细菌(总称为原核生物)之间HGT的实际程度已经被确定。去年,Dagan和同事检测了来自181种原核生物的五十多万个基因,并发现其中80%都有水平转移的迹象(《国家科学院学报》(Proceedings of the National Academy of Sciences), vol 105, p 10039)。 令人感到惊讶的是,HGT在生物第三个主要分界的真核生物中最终竟被发现是一个主要支配因素而不是偶尔发生的例外。学术界开始越来越广泛地接受这样一个理论,即真核生物是由两个原核细胞融合而起源的,一个真细菌和一个古细菌,使得生命树的这一部分形成一个环而不是一个分支(《自然》(Nature), vol 41, p152)。 生命树整洁分支的图像被一个叫做胞内共生的过程进一步模糊。真核生物在它们进化的早期活吞了两个原核生物。一个后来演化形成了被叫做线粒体的细胞动力站,而另一个则成为光合作用场所叶绿体的前身。这些胞内寄生物后来将其大部分基因转移给它们的真核宿主,形成了杂种基因。好像这还不够复杂似的,一些早期的真核生物似乎会相互吞噬,合并彼此的基因,从而产生了另外一个层面的水平转移(《生态进化趋势》(Trends in Ecology and Evolution), vol ,23, p 268)。 这场基因自由大融合运动一直延续至今。很大一部分真核生物都是单细胞生物阿米巴变形虫,藻类和其他过去被称作原生生物的物种(《系统分类与进化学月刊》(Journal of Systematics and Evolution), vol 46, p263)。这些微型小生命的生活方式和原核生物相似,根据瑞典Uppsala大学的Jan Andersson所说,他们HGT的程度可以和细菌相媲美。我们对微生物的了解越多,越是能清楚地看到,生命的历史用树来表现是不恰当的。 等等,你也许在想。微生物可能四处交换基因,这又如何?可以肯定,那些我们关心的东西动物和植物用树来表现关系还是相当精确的,那么,到底有什么问题呢? 好吧,首先,生物是生命的科学,而生命近乎可以说就是单细胞的。微生物在地球上已近至少存在了38亿年;而多细胞生物直到6.3亿年前才出现。即使在今天,真细菌、古细菌和单细胞真核生物也至少占了全部已知物种的90%,纯由数量来看地球上几乎所有生物都是微生物。如果仅因为多细胞生物的进化路线和树形状相似就将之推广到地球上的全部生命形式,显然是荒谬的。如果确实有这么一棵生命之树,那也是生命之网上延伸出的一小块异常部分。John Dupr,英国Exeter大学的一名生物哲学家说。 更为根本的是,最近研究表明动物和植物的进化也不完全是树形的。就在那个小角落里也有问题。Dupr说。把单细胞生命之树连根拔掉以后,生物学家们现在开始拿起斧头瞄准余下的树枝。 举个例子,杂交显然在植物的进化史中扮演了一个重要角色。根据加拿大Vancouver British Columbia大学的植物学家Loren Rieseberg所说,现存植物中有14%都是两个不同的物种混合的产物。 唯一的真理之树? 这是生命之树的一个简化版,展现了基因已被测序的群组之间的关系。自Darwin提出物种起源学说(右)以来,构建生命树一直是生物学的一项主要目标,但在现代科学知识看来,这项浩大的工程似乎存在曲解。 让动物的谱系树变模糊 有许多例子表明,动物会水平地从细菌、病毒乃至其他动物身上获取基因。 牛的基因组中包含一片蛇的DNA,似乎是在5000万年前水平转移而来的。 人类基因syncytin在胎盘形成过程中起着至关重要的作用,而它就是来源于一个病毒。 去年,一个与水母和海葵中刺细胞密切相关的基因被发现是由细菌转移而来的。 最近,细菌Wolbachia的全部基因被发现已整合入果蝇的基因。实际上,果蝇应该是一个细菌-昆虫嵌合体。 这些绿油油的蓬勃生长的小枝可以代表现存的物种,而那些在过去的年岁里产生的枝条则可以代表一长串连续的灭绝物种。 Darwin曾亲口这样说。 -小故事上台- 天生的嵌合体 微生物经常性地交换基因编码看起来还不算是一个特别牵强的想法(见正文)。但同样的过程是否也影响着多细胞动物的进化?1985年,加州大学戴维斯分校的生物学家Michael Syvanen预测说,答案是肯定的(《理论生物学杂质》(Journal of Theoretical Biology, vol 112,p 333)。当时还没有办法可以检测这个预言,但现在已有可行方法了。 Syvanen最近比较了人类、青蛙、海鞘、海胆、果蝇和线虫共有的2000个基因。根据理论,他应该能够用这些基因序列构建一棵进化树,以展现这六种动物之间的关系。 他失败了。问题在于,不同的基因讲述着相互矛盾的进化故事。这在海鞘基因中尤为正确。 传统意义上,海鞘也被叫作被囊动物同青蛙、人类和其他脊椎动物一起挤在脊索动物门下,但是基因却发送着正反不一的信号。有些基因确实归属于脊索动物,另外一些则表明被囊动物应当和海胆并非脊索动物归为一类。它的基因中大约有一半有一个进化历史,另一半有另一个。Syvanen说。 最可能的解释,他指出,海鞘是个嵌合体,由一个早期脊索动和海胆的一个祖先于6亿年前融合而成。 我们刚刚消灭了生命树。世上再也没有生命树一说,生物学的布局也完全不一样了。Syvanen说。换作Darwin,他会怎么理解这个事实呢? 小故事谢幕 图注:从毛毛虫到彗尾蛾,这个变化会不会是两个不同物种融合的结果? 杂交人类 一些研究者确信杂交在动物的进化历程当中也是一个主要驱动力(参见自然产生的嵌合体),而且这样一个过程仍在进行当中。这是非常普遍的,London College大学的进化生物学家James Mallet说,10%的动物有规律地和其他物种进行杂交。这在进化速度快、有大量近期分化物种的种系中尤为正确包括我们自己。有证据表明早期现代人会和我们那些已经灭绝的亲戚通婚,比如直立人和尼安德特人(Philosophical Transactions of the Royal Society B, vol 363, p 2813)。 杂交并不是摧毁多细胞生物之树的惟一力量:HGT在动物中扮演角色的意外的重要性变得越来越明显。随着被测序的基因越来越多,DNA显现出来的不协调之处也越来越多。比如在去年,Arlington的Texas大学的一个小组在8种动物中发现了一团基因小鼠,大鼠,丛猴,小棕蝠,马岛猬,负鼠,避役和非洲有爪蛙但在其他25种动物中并未发现,包括人类、大象、鸡和鱼。这种零散的分布说明这个基因序列已通过水平转移独立地进入了相应动物的基因组中(Proceedings of the National Academy of Sciences, vol 105, p 17023)。 更多多细胞生物中的HGT现象正飞速奔涌而来。HGT已经在昆虫、鱼类和植物中被证明存在,几年前人们还在牛身上找到了一部分蛇的基因。这种基因洗牌现象的中介者最有可能是病毒,它不停地从一个基因组上剪切DNA然后在粘贴到另一个基因组,有时要跨越巨大的种系距离。实际上,进过计算,人类40%到50%的基因都是由通过病毒水平进口来的DNA组成,其中有一些还担负着重要的生物功能(《新科学家》New Scientist, 27 August 2008, p 38)。对于其他大型动物来说,情况很有可能是一样的。动物中的水平转移数量没有微生物多,但仍具有显著的进化意义。Bapteste说。 没有人争辩说目前没有生命树的概念在动植物中已无用武之地。尽管进化不再是垂直遗传的独角戏,但它依旧是解释多细胞生物之间联系的最好的方法51%还是一棵树,大概可以这么说。就这点看来,Darwin的观点胜利了:他对微生物一无所知,他的理论仅建立在那些能在周围看到的动物和植物之上。 既便如此,很明显的,要想描绘进化普遍的运作情况,Darwin之树是远远不够的。如果你没有生命之树了,这对于进化生物学意味着什么呢?Bapteste问道,刚开始的时候,是非常恐怖的但过去的几年里,人们已经开始解放他们的思想。他和Doolittle不辞劳苦地强调说,生命树的倒下并不意味着进化论是错误的只是表明进化不像我们过去相信的那样简单。有些进化关系是树形的;其他许多则不是。在这个问题上我们应该放松一点,Doolittle说,我们对进化的了解已经很不错了只不过它比Darwin想象的要更为复杂。树不是惟一的形式。 但是,其他研究者认为现在还不是休息的时候。相反,他们认为拔掉生命之树的壮举是某些更加宏伟的事情的开端。这是生物学大革命的一部分,Dupr说。我们的进化标准模型正承受着巨大的压力。显然,我们将看到进化不再只是孤立种系内部的变化,而更多的是融合与合作。 Rose看得甚至更远。生命之树正被人们礼貌地埋葬,这我们都知道,他说,还没被人们完全接受的是,我们对生物的整个基础观念也需要改变。生命科学比我们想象的要复杂得多,他说,直面这样的复杂性是如此令人感到恐惧,比起20世纪早期物理学家们不得不接受的概念大变革来说,这毫不逊色。 如果他是对的,那么生命树的概念就相当于生物学领域的牛顿力学:在它所在的那个时代,可谓是革命性的、极其成功的,但最终要想对付乱糟糟的现实世界,还是显得太过简单了。生命之树在过去功不可没,Bapteste说,它让我们明白进化是真实的。但是现在,我们对进化的了解更加深入,是时候忘掉过去,继续前进了。
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有感何先生的“杂交”与“门户”之见
热度 1 王飞跃 2008-8-20 08:58
七月三十一日中午赴郑州参加 中原网建设方案评审 会议,因担心奥运安检,比平时提前去了机场。没想到,安检十分顺利,人还少,让我有了时间上网,更有幸读到何毓琦教授的博文《 Cross pollination 杂交 vs. Establishing a brand name and empire 自建门户 in Academia 》和陈学雷先生及刘进平先生的回应:《也谈学术界的杂交与自建门户》与《国内学术界的 杂交 和 自交 》。对于学界的杂交与门户问题,十年来我深有感受,愿在此与大家交流。 首先,我要借此机会向何先生致敬。先生是我的前辈,是当今国际上控制领域里最有成就的华人学者,而且桃李天下,学生还有学生的学生也十分优秀,许多都是我的挚友。刚到美国读书时,就有幸听到了先生在我们系里做的讲座,印象十分深刻。我的博士论文,还参考了先生关于 Team Theory 方面的开创性工作。之后十余年,与先生多次交往请教,每次都得益匪浅,只是近十多年来接触反而少了。去年我利用开会的机会到 Harvard 拜访了先生,得到了热情的款待,至今欠帐。先生科学网上发表了许多真知灼见,可惜我一直没有时间系统地拜读学习。先生在本篇博文中的观点,我深有同感,所以就从本篇开始吧。 门户现状 近亲繁殖的现象目前在科技界还很普遍,有其深远的历史、文化和社会根源。成因大体可分为四类: 1 )私利型,牺牲大局,建立门户保护小团体的利益,户主不是自信心不高,安全感不足,就是有难言的企图; 2 )武侠型,希望师徒相承,创立自己纯正的流派,成一代宗师,名垂史册; 3 )被迫型,由于任务的需要,或形势和生存的压力所迫,不得不启用自己的人马; 4 )实力型,不想建什么门户,可无奈自己的弟子是天下第一,不用也不合理,结果自然而然地就形成了自己的门户和品牌。显然,第一类最可怕,第二类是人之常情、太狭隘,第三类有情可原、不是长久之计,第四类算是最理想的近亲繁殖和门户,但从整个社会的利益上考量,应作为个案处理,不能提倡。 我最熟悉的是第三类的被迫型近亲繁殖及其门户,在技术和应用科研单位十分普遍。去年初参加科学院一单位的所编岗位招聘答辩会,一看材料大吃一惊: 20 多个应聘人员,除了一个来自科学院的另外一个所、还有两个所内博士后出站以外,其他都是自己的毕业生。我忙问为什么会这样?研究员们异口同声都说没办法,反而向我倒了一肚子的苦水。具体可归纳为: a) 项目压力大,自己人知根知底,上手快,完成任务有保障; b) 外资企业,特别是微软研究院工资高,竞争力强,自己人至少还有一定的忠诚度,不易跳槽; c) 外面招来的人员,往往需要较长的磨合和培养,可一旦有了本事之后,往往会另攀高枝拿更高的薪水去了; d) 自己的技术独特或暂据领先的地位,希望保持一段时间,不愿知根知底的弟子去加强别人甚至是对手的竞争力。 个人体会 说实话,除了最后一种原因,近年来个人的经历已使我对研究员们的想法有许多同感。回国后,我一直坚持不留自己的学生,毕业的五十多个学生中,仅有一个因工程项目于 2002 年留了下来;自己课题组里的五个主要领域,一百多个人,除了一个是通过项目聘用委托已在外单位工作的毕业学生回来主持外,其余皆由门户之外的科研人员领军。但那次答辩经历之后,我也迫于压力开禁:允许各领域招聘自己的毕业生。现在我唯一的希望就是保持底线:不留自己的学生直接在自己的身边工作。 我曾向希望留下来的学生说过:如果你认为个人不应近亲结婚,你就不应要求一个单位近亲繁殖。个人知道害处不去尝苦果,凭什么让一个集体去试?我不是绝对反对使用自己的学生,但最好是外放几年后再招回来,或者等老师退休之后再回来。我在美国博士毕业的两个学生要回国工作,尽管我内心很希望他们回来一起干,但还是忍痛割爱把他们推荐到清华去教书。 回想刚回来时自己对近亲繁殖的看法,再对比今天自己对这一问题的认识,真不知该说什么好。屈服了?世俗了?退化了?还是更加实事求是了?或许皆有之吧。 门户之害 通过对近亲繁所建立的门户对科技发展和社会进步的危害,已有许多讨论,包括开头提到的何先生、陈先生和刘先生,还有后来王鸿飞先生的博文中所阐述的,这里不再重复。 在我看来,对近亲繁殖的门户之所以风行,还因为其诱人的欺骗性,危害也更大更深远。用最优控制的术语就是,这类门户能够很快地进入局部最优状态:很快完成任务、很快出成果、很快取得并维持暂时的领先位置,等等。这种局部最优的状态极其容易变质成为你好、我好、大家都好的局部稳定之和谐状态,扼杀创新和进步。如果真的能稳定下来,或许不创新和不进步也能生活。最要命的就是其局部性,一旦有外界的干扰,最优性和稳定性将不复存在,生存也成了问题。所以除非下大力气实行关闭门户和武大郎开店的政策,这些门户不可能持续。一百多年前大清王朝解体所导致的民族灾难,足以说明了这一点。今天,我们已进入不得不实行开放门户的地球村时代,除非垄断,武大郎已无法开店了。奈何中国已加入 WTO ,今后商界垄断都难了,况乎学界? 此外就是门户的现代化。 民主制度下的门户,往往是一个声音一张选票,成了单位里谁都不想惹的诸侯。就像村级选举的家族势力一样,门户势力发展下去必将扭曲科技界真正科学与民主的进程,形成各式各样形形色色的圈子,成为在各领域里割据一方的科技军阀,最终也难逃军阀混战的下场。 门户之害,好像在国内医学领域比在工程技术领域还要严重,这是我大半年来与中外医生打交道对比的感觉,也是国外几位著名的医生学者亲口告诉我的。看来门户之害不但影响社会,还真能影响我们每个人的健康。 杂交之难 杂交之难,从我们祖先只有百花齐放,百家争鸣,没有百花交放,百家争融就可见一斑。几千年下来,局部稳定,结果就是门户林立,儒家、墨家、法家、道家、家家分明。每一个中国人,似乎从小就有强烈的宁为鸡头,不为牛尾的高大志向,成家之后还要望子成龙,志向更大了。其实,就在几年之前,不论是武术还是学术,门户还是被社会广为认可、被百姓津津乐道的话题。这样的社会遗传因子和社会基础,可见杂交之难。 学校,特别是大学,本该是学术杂交的理想之地。可是许多好一点的大学,总想方设法把自己好的学生留下来,甚至不惜以集体的名义直接或变相地限制学生的选择权利。因为自己每年要招生,并负责研究生工作,对此深有体会。连通过学生间接进行的杂交渠道都不通畅,进一步可见杂交之难。 更高层次的杂交之难,就个体而言,如果不是难言的私利,就是怕暴露自己的不足。但只重结果,急功近利不计过程和实质的社会思潮和体制,是难以进行杂交的主要原因,因为杂交必是一个费时的过程。 我特别认同何先生所说的 this is the prisoner dilemma situation all over again 。相信大家都知道近亲繁殖之害和杂交优势之好,但目前我们整个社会就像处在一场巨大的囚犯困境的 Game 之中:明知杂交合作是最好的选择,可就怕自己作了别人却不作,损害了自我利益。结果是每个人只顾眼前的好处,到头来是饮鸠止渴,大家一起出卖了每个人的利益。要突破这一困境,必须从体制和社会文化上进行重大的改革。 解决方案 显然,没有一个简单的方案,应作为一个课题深入研究。 何先生建议教育部明令不准大学聘用自己两年内毕业的学生,我认为是一个很好的主意,而且不妨规定五年。这样做可能对一些个人和学校暂时不利,但对国家和整个社会有利。问题是在中国许多好的主意实行起来往往会以意想不到的方式走了样,尤其招聘涉及太多的利益和人情世故,上有政策、下有对策,需要慎重小心。如能实现,建议首先选择几个学校进行试点,先做经验总结再说,千万不要一个命令一刀切下。 另一个方式就是大家先充分讨论近亲繁殖的坏处和杂交优势的好处,然后制定完善的改正措施,但事前说好 10 年甚至 30 年后再实施。由于不涉及当事人和当代人的利益,相信大家会理性些,措施也会更完善。说白了,就是既然这代人自己管不了自己,就只好去管下代人甚至隔代人,如此代代相限、代代完善,最终或许就会走向一个公开、公平、公正的学界和社会。 这个过程就个人而言或许长了一些,但相信对一个社会并不太长,至少会比自己骗自己、自己管不了自己,结果陷于长时间稳定的底层次重复要好得多。 2008 年 7 月 31 日草于首都机场 T3 和 CA1325 , 8 月 18 日完于 Tucson 。
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中国学术界和谁杂交?如何杂交?
hongfei 2008-7-31 13:17
中国学术界和谁杂交?如何杂交? 2008.07.31 前两天何毓琦先生在《学术界的杂交与自建门户》博文中提出了很好的问题。后来陈学雷兄写了一篇《也谈学术界的杂交与自建门户》博文,刘进平兄又写了一篇《国内学术界的“杂交”和“自交”》博文,都是在谈这个问题。今天刚好有点空,也来凑凑热闹。 何毓琦《学术界的杂交与自建门户》博文链接: http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=33550 陈学雷《也谈学术界的杂交与自建门户》博文链接: http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=33695 刘进平《国内学术界的“杂交”和“自交”》博文链接: http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=33768 不要乱交 大家一说起杂交,好像就是好事。其实不然。 生物学上并没有说过杂交一定就有优势。优良和分化性较小的纯种,近亲繁殖是保全其品种优势的途径,可以避免品种因与劣种杂交而退化。也许对于品质本来就比较低劣的杂种来说,任何杂交都可以提高它的品种特性,至少不会更坏。但是,杂种杂交也不一定就会有好处,杂种还是要和有优良特性的品种杂交才有益处。一帮杂种乱交一气,是不行的。如果我说得不够专业的话,去问袁隆平院士好了,他是这方面的专家。 不管怎么说,就算有时候学术上杂交有很大的好处,学术上的杂交要有所选择,学术上乱交也是要不得。 纯种近亲繁殖有优势 我以前在诺贝尔医学生理学奖获得者P. B. Medawar的《Advice to a Young Scientist》中读到下面的两段话,与学术近亲繁殖(inbreeding)有关。Medawar说不要夸大学术上近亲繁殖的坏处,因为“伟大的研究学派往往是通过近亲繁殖而建立起来的(Inbreeding is often the way in which a great school of research is built up. )”。Medawar是这样说的: The easy way to choose a patron is to pick the person closest at hand-the head or other senior staff member in the department of graduation who may be on the lookout for disciples or an extra pair of hands. Such a choice will have the advantage that the graduate student need not change his opinions,lodgings, or friends, but conventional wisdom frowns upon it and is greatly opposed to young graduates' continuing in the same departments; lips are pursed, the evils of academic inbreeding piously rehearsed, and sentiments hardly more lofty or original than that "travel broadens the mind" are urged upon any graduate with an inclination to stay put. These abjurations should not be thought compelling. Inbreeding is often the way in which a great school of research is built up. If a graduate understands and is proud of the work going on in his department, he may do best to fall into step with people who know where they are going. A graduate student should by all means attach himself to a department doing work that has aroused his enthusiasm, admiration or respect; no good will come of merely going wherever a job offers, irrespective of the work in progress. 几年前《科学时报》上题为《BEC凝聚美丽的心灵》报道。就报道了美国MIT物理系David Pritchard教授的这样一个了不起的学派。在这个报道中,也引用了Medawar的那句关于近亲繁殖的名言,报道中是这样说的: 在MIT,大力支持Ketterle的并不只有Pritchard一人,Pritchard的博士导师、MIT物理系教授Dan Klepnner也是热忱的支持者。让我们来看看这个伟大的学术家族里的师承关系和他们的贡献。这个家族的创始人Rabi是1944年诺贝尔物理学奖获得者;1989年诺贝尔物理学奖获得者、哈佛大学教授Norman Ramsey是Rabi的博士研究生,也是Klepnner的博士导师;1997年获得诺贝尔物理学奖的William Phillips是Klepnner的博士生,Pritchard的博士后;而与Ketterle一起在2001年分享诺贝尔物理学奖的Eric Cornell是Pritchard的博士生,另一位获得者Carl Wieman是Klepnner以前的学生,而且Wieman还是Cornell的博士后导师。Silbey说,换了别人,也会和Ketterle一样无法拒绝这样的同事和研究传统。也许我们应当反对学术上的近亲繁殖,因为它会造成学术的退化。但从这一科学家族的传统来看,却好像是验证了诺贝尔生理学或医学奖获得者彼得·梅多沃在《给青年科学家的忠告》中所警告的,不要过分夸大近亲繁殖的坏处,因为“伟大的研究学派往往是通过近亲繁殖而建立起来的”。 讲述这个故事的是当时MIT理学院的院长Silbey教授。 《BEC凝聚美丽的心灵》文章链接: http://blog.tianya.cn/blogger/post_show.asp?idWriter=0Key=0BlogID=298506PostID=11950976 中国学术界的近亲繁殖问题 Medawar的话和MIT的例子当然不能用来支持中国学术界的普遍存在的近亲繁殖现象。 中国学术界原来有一些优良品种,很可惜结果后来被掺了沙子,已经把品种特性搞坏了,其近亲繁殖远远谈不上伟大学派的纯种保存。这样的杂种自交,很快退化是必然的。 除此之外,西方学术界的近亲繁殖其实是被制度所强烈抑制的。即使David Pritchard和Wolfgang Ketterle这种绝对优良的学术品种的近亲繁殖也是在很严格的条件下才被允许。只有在严格抑制近亲繁殖的前提下,少数好的近亲繁殖才能被挑选和保存下来。 在西方学术界,原则上同一个系里不会有做相同研究的两个教授(包括助理教授)。学术上有很大权力和很多资源的人,可以留下很多个能干的学生做自己的助手,但是不会也基本上不太可能把他们在本系或本部门提拔为正式的PI或教授。这样,能干的学生为了更好地出路,当然不会太久地留下来,自然就避免了学术上的近亲繁殖。 当年美国MIT物理系David Pritchard教授要求MIT物理系留下自己的博士后Wolfgang Ketterle在本系做教授,就不得不以改变自己的研究方向和让出相关的研究经费为条件。《BEC凝聚美丽的心灵》文章中说: Wolfgang Ketterle于1990年从德国到美国MIT物理系David Pritchard教授小组从事博士后研究。三年之后,Ketterle得到了其它研究机构提供的教席。如果Ketterle接受了这个职位,那么,他在其中起到非常重要作用的有关BEC的研究工作就有可能被中断。于是,Pritchard向学校提出给Ketterle一个助理教授职位,以使Ketterle能继续留在MIT。但是,美国大学的惯例是在同一个系里不能有完全相同研究领域的两个教授,于是Pritchard做出了一个科学家所能做到的最无私的决定。 Pritchard决定让Ketterle接手原本是他主持的BEC实验研究工作,而自己则选择了改变研究方向。Pritchard说: “我从此脱离了该项实验,但我得到了一个了不起的同事。” 在MIT物理系,为了留下Ketterle,Pritchard虽然早已是名家,却需要改变自己的研究方向,自己开展相对独立研究工作。根据SCI检索,Ketterle留在MIT后的1994-1998年间,Prichard和Ketterle没有共同署名发表任何文章。而Ketterle在1994-1998年间共发表了29篇SCI文章,其中包括若干篇关于BEC的重要文章,为Ketterle赢得了2001年的诺贝尔物理学奖。在此期间Pritchard也发表了24篇SCI文章,都没有Ketterle的署名。不仅如此,他们各自的这些文章中连与他们共同署名的作者都没有相互交叉。1999年以后,Prichard和Ketterle小组之间才有一些共同署名的文章,这已经是两个完全独立的研究组之间的互补合作了。 这些在我们这里是完全不可思议的事情。 所以,何毓琦先生指出的中国学术界的近亲繁殖其实有其最根本的制度上的原因。国内的大学和机构不仅允许,并且常常以在同一个系里有若干个不同的教授做非常相近的研究为荣。即使没有直接的贡献,这些人还常常把名字署在同一篇文章上。相处得好的时候大家报成一团,其乐融融,垄断学界;相处不好当然也是自作自受,等于在自己身边埋下定时炸弹。 因此,中国学术界的近亲繁殖,更多是人事制度上的问题。留下的博士后和助手往往因为制度原因,待遇过于低下,无法有基本的体面生存,因此,国内的博士后和研究助理制度发展很差。作为变通,有一些大老板或院士只好留下一些实际上听命于自己的PI和教授作为二老板,形成所谓团队。这在某种程度上虽说也是不得已,但实际上在竞争经费和资源的时候有额外的好处,所以大家都乐此不疲。 如果中国学术界不能作出相应的制度上的改变,不能增加博士后和研究助理的基本待遇,仍然允许同一个单位的两个教授或PI做相近的工作,基金会和科技部仍然允许他们用内容相近的项目申请经费,学术上的杂种自交现象不仅不会减小,而且还会愈演愈烈。 对于那些的确优良的品种,不乱杂交也是应该允许的。不过,怕就怕绝大多数认为自己是纯种的,其实是很严重的杂种。 (声明:敬请读者不要把生物学上的杂种理解成骂人话中的杂种。)
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国内学术界的“杂交”和“自交”
Bobby 2008-7-30 22:26
由 何毓琦 先生的《学术界的杂交与自建门户》 和陈学雷 先生的《也谈学术界的杂交与自建门户》引出这个话题,以下也谈一下我的看法。 一、杂种优势和自交衰退 在谈国内学术界的杂交和自交这个问题之前,先介绍生物学的一个概念杂种优势。杂种优势( heterosis 或 hybrid vigor )是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种子一代,在生活力、繁殖力、抗逆性和产量等多方面均优于双亲的现象。杂种优势是生物界的一种普遍现象,不仅应用于植物育种,也应用于动物育种。但需要指出的是,杂种优势主要表现在杂种第一代,如果杂种一代自交产生后代,那么,从第二代开始杂种优势就明显下降,也就是所谓的自交衰退。即便是对于人类,从优生学的角度,不同国家或地域、不同种族或民族或家族背景的婚配也表现杂种优势现象,相反,近亲结婚则会由于相同的有害基因纯合而可能导致胎儿死亡或畸形、先天性疾病和智力低等近交衰退现象。关于杂种优势原因的解释有显性假说和超显性假说两种,主要基于基因的不同作用形式(显性效应、累加效应、上位效应、互补作用和超显性效应)。通俗而言就是遗传组成不同的个体所携带的基因不同,两者杂交有利于基因作用和优势互补。 二、学术界的杂交和自交 再回到学术界的杂交和自交这个问题上来。这个问题在我国可分为教职(或科研)人员层次的杂交和自交及研究生层次的杂交和自交两类。教职(或科研)人员层次的自交指研究生毕业后直接留校或留在本单位任职的,研究生层次的自交指研究生生源来自于本校或本单位学生。一般而言,根据上述杂种优势的原理,学术界的杂交是有利的,但对于中国学界的实际情况来看,这个问题还比较复杂,不可一概而论。 (一)教职(或科研)人员层次的杂交 除去本校毕业的学生确实很优秀,出于肥水不留外人田的想法,导致教职(或科研)人员层次的自交外,主要是以下两种原因造成的。 以前,由于人才缺乏,我国的科研院所招聘的科教人员的层次往往较低,硕士或博士毕业(有的甚至是本科毕业)就可进入职业。由于这种情况,教职(或科研)人员层次的自交是在所难免的,但随着近年来引进人才力度的加大,这个原因将不再成为主要原因。比如我以前就读的某高校,当时由于地处西北,引进人才不易,学校不得不保送优秀的本科生读研留校,我读硕士研究生时,同年级毕业的学生有近十名左右的学生留校任教。除此之外,对于某些二流高校而言,如果招不到来自一流高校或同流高校的学生,那么招一些三流、四流高校毕业的学生从某种程度上还不如自己培养的人才更有水平。随着我国每年毕业的硕士、博士和出站的博士后的数目增加,这种教职(或科研)人员层次的自交状况正在得到改善。 另外,教职(或科研)人员层次的自交也可能是由于实验室、研究组或院系领导更愿意留下自己的子弟兵或嫡系人马,一则使研究工作可以轻车熟路地、按部就班地延续下去,二则自己的学生留下对自己更亲近,更忠诚,更好使唤。 这种自交状况某种程度上是由于我国高校的体制、人才流动和学界开放程度现状造成的,等到中国大部分高校 都能以 博士后人员为招聘起点时,或者甚至实现办学的国际化及能在全球范围内招聘人才时,学界自交可不治而愈。因为从本科、硕士、博士到博士后一路下来都是同一个学校的情况几乎没有。以下根据我的一篇旧文看一下英国科教体制。我在《英国高校科研教学体制的几点观察 英国约克大学留学访问总结》( http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=17952 )指出在约克大学生物系成为终身制( tenure track )的教师都是具有很高研究水平和取得较大科学成就的人员。刚 毕业的 博士通常要经历多年的博士后生涯,很多都在不同国家的著名实验室做博士后,这些具有 国际 博士后背景的,取得较大成就的学者才会有机会被骋为终身制人员。由于英国的大学和研究机构不过百所左右,同美国相较而言,竞争也就更加激烈,通常的看法是,没有一两篇 CNS ( Cell 、 Nature 、 Sciences )文章及数篇高影响力的论文,很难被英国的大学骋为终身制教师。当然,选拔成为英国大学终身制人员具有严格的标准,同样严格的评审晋升制度也保证了约克大学具有世界水平的师资力量和一流的教学科研水准。例如我所在实验室的 H M Ottoline Leyser 教授在英国剑桥大学( Cambridge University ) BA 和 PhD 毕业后, 1990-1993 年在美国印第安纳布鲁明顿( Bloomington Indiana )做博士后, 1993-1994 年到英国剑桥大学做博士后, 1994-1999 年为英国约克大学生物系讲师( Lecturer ), 1999-2002 年为高级讲 师或副 教授( Reader ), 2002 年 成为 教授, 2007 年选为英国皇家科学院院士。而生物系的另一个女教授 Dianna J Bowles 于 1973-75 年在德国凯泽斯劳腾大学( University of Kaiserslautern, Germany )做博士后, 1975 年于雷根斯堡大学( University of Regensburg, Germany )做博士后, 1976 年于以色列魏泽曼科学研究所( The Weizmann Institute of Science, Israel )做博士后, 1976-77 年在英国剑桥大学( University of Cambridge )做博士后, 1978 年在德国海德伯格欧洲分子生物学实验室( European Molecular Biology Laboratory, Heidelberg, Germany )做博士后及雷根斯堡大学工作,之后才在英国大学任职。约克大学的每一个终身制人员不管职称高低,都有自己的实验室,都可招收博士生。另外,英国灵活的博士后招聘体制,不仅可使本实验室的工作深入开展,也在客观上促进了各国的实验室之间的学术交流和融合。通常的看法是,实验室的老板只要有钱(科研资金),就可招收博士后,钱越多,手下做事的博士后就越多。博士后合同通常以三年为期,但也有半年或一年的。当研究进入到一个现有实验室人员不熟悉领域或阶段时,或者需要跨学科研究时,这种灵活的博士后招聘体制可使实验室的研究工作连续而深入,避免人力、物力和时间的浪费。由于英国属欧盟国家,欧洲的其它国家可很方便地到英国工作,因此实验室往往有很多欧洲 国家的 博士后工作人员,我所在的 Ottoline Leyser 教授实验室就有来自英国、德国、法国、瑞典、奥地利、波兰、澳大利亚、阿根廷等 国的 博士后工作人员,其中有些是搞植物发育遗传的,也有的是搞计算机和生物信息学的,这些背景和擅长不同的人在一起工作,不仅有利于研究人员相互学习,取长补短,对研究本身也是一种促进作用。 (二)研究生层次的杂交 研究生层次的自交不是太大的问题(通常而言,除本科保送研究生及硕博连读外,几乎没有学生愿意连续很多年在同一所学校就读),杂交从某种程度上是不得已而为之。例如以前北大学生中流传着一流人才出国,二流人才进企业,三流人才进高校这样一种说法,好学生都杂交到国外去了,除了自己本校学生读研外,剩余的名额则是留给比北大还差一些的高校毕业生。其它一、二流高校也与之类似,而三、四流高校则是一流人才杂交到国内的一、二流院校,而杂交进来的是一些更差的院校毕业生。上述只是描述大势,不包括特例。此外,学校差不等于毕业生就差,差校的学生更能吃苦,有后发优势也是事实。
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