Wie schwerwiegend sind die Konsequenzen, wenn Spione in meinem Land Hybridreis-Saatgut stehlen?

Kürzlich hat das Ministerium für Staatssicherheit fünf typische Fälle im Bereich der nationalen Sicherheit bekannt gegeben. Unter ihnen wurde der Fall „Spione stehlen in meinem Land Hybridreis-Elternsamen“ zu einer heiß diskutierten Suche. Warum sollten Geheimdienste Saatgut stehlen? Wie speziell sind die Samen, auf die sie abzielen? Welche Auswirkungen wird es auf uns haben? Lassen Sie uns heute über dieses Thema sprechen.

Bildquelle: CCTV News Weibo

1. Was sind die Elternreissorten? Alles beginnt mit der Hybridkraft

Ich schätze, vielen Leuten ist aufgefallen, dass in dem Nachrichtenbericht die „Reis-Elternsamen“ des Hybridreises erwähnt wurden, bei denen es sich nicht um gewöhnliche Samen handelt.

Bevor wir erklären, was „Reiselsamen“ sind, müssen wir zunächst das Konzept der Hybridisierung verstehen. In der Biologie wird die Paarung unterschiedlicher Arten oder Sorten als Hybridisierung bezeichnet. Der jedem wohlbekannte Hybridreis ist beispielsweise das Ergebnis der Kreuzung mehrerer Reissorten.

Warum Hybridisierung? Dies bringt uns zu einem wichtigen biologischen Konzept: Heterosis. Damit ist das Phänomen gemeint, dass die erste Generation von Hybriden ihren Eltern in vielen biologischen Eigenschaften überlegen ist (lesen Sie diese Definition sorgfältig durch, Sie werden weiter unten geprüft~).

Hybridkraft zeigt sich bei vielen Organismen. Hybriden haben unter den Tieren Vorteile hinsichtlich Körperform, Fortpflanzungsleistung, Fleischqualität usw. So verfügt beispielsweise das Maultier, eine Kreuzung aus Pferd und Esel, über mehr körperliche Kraft und Ausdauer, kann unter harten Bedingungen arbeiten und hat ein relativ sanftmütiges Temperament. Unter den Pflanzen sind Hybriden ihren Eltern hinsichtlich Wachstum, Stressresistenz und Qualität überlegen. Hybridreis beispielsweise ist ertragreich, krankheitsresistent und lagerbeständig. Aus diesem Grund ist die Hybridisierung eine wichtige Züchtungsstrategie in der landwirtschaftlichen Produktion .

Schematische Darstellung der Hybridkraft von Nutzpflanzen (Bildquelle: vom Autor gezeichnet)

Allerdings ist die Hybridzucht manchmal nicht so einfach. Der Hybridreis, der heute in den Schüsseln der Chinesen landet, hatte damals mit vielen Schwierigkeiten zu kämpfen.

2. Es ist so schwierig, Hybridreis zu bekommen!

Vor über 100 Jahren stellten Wissenschaftler die Theorie auf, dass Reis über Hybridkraft verfügt. Theorie ist Theorie, die Praxis steckt jedoch voller Schwierigkeiten. Ein wichtiger Faktor liegt in der besonderen Natur des Reises, nämlich seiner Einhäusigkeit. Das heißt, wenn sich an derselben Pflanze sowohl männliche als auch weibliche Blüten befinden, bestäubt sich der Reis selbst, was zu einer Selbstbestäubung führt, und natürlich besteht keine Möglichkeit zur Kreuzung und zum Erlangen von Hybridvorteilen.

Reisblumenstruktur (Bildquelle: Referenz 1, übersetzt vom Autor)

Wie können die Menschen in diesem Fall Hybridreis erhalten?

Eine Lösung besteht in der künstlichen Entmannung : Man entfernt von jeder Blüte die Staubblätter, behält nur den Stempel und verwendet dann die Staubblätter anderer Blüten zur Kreuzung (ein kleiner Tipp: Warum entfernt man die Staubblätter und nicht den Stempel? Weil die Staubblätter hauptsächlich für die Pollenproduktion zuständig sind, während der Stempel für den Empfang des Pollens und schließlich für die Entwicklung zur Frucht zuständig ist. Wenn der Stempel entfernt wird, entsteht keine Frucht).

Reisblüten sind jedoch sehr klein und zersplittert. Sie können anhand der Größe der Reiskolben Rückschlüsse auf die Schwierigkeit der Entmannung ziehen. Ganz zu schweigen davon, dass Sie mit dem Reis gegen die Zeit antreten müssen und dass es bei mangelnder Vorsicht zur Selbstbestäubung kommen kann (schließlich ist das für Reis praktischer). Obwohl die Methode der künstlichen Kastration theoretisch möglich ist, ist sie in der Praxis sehr schwierig umzusetzen. Es ist fast eine Fantasie, mit dieser Methode Hybridreis im großen Maßstab zu produzieren.

Reisblumen (Fotoquelle: veer Gallery)

Den Wissenschaftlern bleibt nur eine andere Strategie: Sie müssen einen mutierten Reisstamm finden – die männlich sterile Linie (abgekürzt: sterile Linie). Bei dieser Reissorte sind die Staubblätter degeneriert, es sind nur noch Stempel vorhanden, und die Pflanze kann sich nicht selbst bestäuben. Eine Vermehrung ist nur durch Kreuzung mit anderen Reissorten möglich, wodurch bei der Entwicklung von Hybridreis erhebliche menschliche Ressourcen eingespart werden können.

Seit langem kämpfen Reiszüchter auf der ganzen Welt darum, in der Natur männlich sterile Linien zu finden. Vor den 1960er Jahren wurde diese Pflanze jedoch nie gemeldet und niemand wusste, wie sie aussah. Die einzige Möglichkeit bestand darin, in Reisfeldern danach zu suchen.

Bildquelle: Referenz 2

In dem Artikel beschrieb Yuan ihre Suche nach der sterilen Linie: Die Ährenbildungszeit des Reises dauert im Allgemeinen von Juni bis Juli, der heißesten Zeit des Jahres. An sonnigen Tagen (und zur heißesten Tageszeit) müssen die Forscher Lupen und Pinzetten verwenden, um jede Reispflanze einzeln zu untersuchen und zu prüfen. Es ist notwendig, sowohl den Blühzustand des Reises als auch den Zustand der Staubbeutel zu ermitteln. Nach wiederholter Untersuchung fanden sie unter mehr als 14.000 Kolben und 4 Sorten 6 männlich sterile Pflanzen.

Bildquelle: Referenz 2

Obwohl das Ergebnis ermutigend war, stellten die Forscher bei der anschließenden Hybridisierung fest, dass dieser Hybridreis keine 100-prozentige Sterilität bei den Nachkommen erreichen konnte. Mit anderen Worten: Viele der Nachkommen dieser Hybriden würden sich zu einhäusigen Pflanzen entwickeln und die Fähigkeit zur Selbstbestäuben erlangen (was nicht gut ist).

Um dieses Problem zu lösen, können Wissenschaftler nur nach sterilen Linien aus natürlichem Reis suchen. Schließlich wurde der Reis auf den Feldern jahrelang von Menschen geprüft und domestiziert, und Eigenschaften wie männliche Sterilität, die den Menschen nicht besonders gefallen, werden höchstwahrscheinlich ausgesondert. Nach langwierigen Bemühungen gelang es Wissenschaftlern 1970 schließlich, in Wildreis in Sanya, Hainan, wilde männlich sterile Pflanzen zu finden. Dies ist die berühmte „wilde Niederlage“.

Mit Wildreis gelang es China 1973, das „Drei-Linien“-Hybridreiszuchtprogramm erfolgreich zu etablieren, d. h. die Hybridreiszucht durch drei Elternpflanzen zu erreichen. Damals konnte der durchschnittliche Ertrag pro Mu durch die Zwergzüchtung um 20 % gesteigert werden, so dass mit dieser Sorte jährlich zusätzlich 70 Millionen Menschen ernährt werden können. Der Erfolg des Hybridreises wird als „Zweite Grüne Revolution“ bezeichnet und hat China dabei geholfen, den Übergang von der „Lebensmittelknappheit zur Ernährungssicherheit“ zu vollziehen.

3. Lesen Sie den Leitfaden zur Hybridreisproduktion und verstehen Sie endlich, welche Elternreissorten

Wie entsteht mit der „Drei-Linien-Methode“ Hybridreis? Bitte sehen Sie sich das Bild unten an.

Schematische Darstellung des Drei-System-Verfahrens (Bildquelle: vom Autor gezeichnet)

Der Produktionsprozess läuft ungefähr so ​​ab: Zu Beginn erhielten wir eine männliche sterile Linie, aber die Staubblätter der sterilen Linie waren abnormal entwickelt, es gab nur Stempel und die Bestäubung konnte nicht abgeschlossen werden, sodass sie sich natürlich nicht fortpflanzen konnte. Daher ist es notwendig, einen Stamm zu finden, der die Reproduktion der männlich sterilen Linie ermöglicht und für die Verbreitung der männlich sterilen Linie verantwortlich ist. Dies kann nicht durch einfaches Auswählen von Reisfeldern erreicht werden. Vielmehr muss sichergestellt werden, dass die männlich sterile Linie bestäubt werden kann und die Nachkommen weiterhin männlich steril sind. Daher wird diese spezielle Linie als männlich sterile Erhaltungslinie (abgekürzt Erhaltungslinie) bezeichnet. Mit der Wartungslinie können wir männlich sterile Samen in Chargen erhalten und eine Produktion im großen Maßstab erreichen.

Nach der Vorbereitung einer großen Anzahl männlich steriler Linien besteht der nächste Schritt darin, die männlich sterilen Linien zu „restaurieren“, sodass sie die Fähigkeit zur Selbstbestäubung wiedererlangen. Wir nennen dies die männlich sterile Restorer-Linie (kurz Restorer-Linie). Die Restorer-Linie ist eine andere Reissorte, die sich durch die Fähigkeit auszeichnet, Pollen auf die Stempel der männlich sterilen Linie zu übertragen, wodurch eine echte Hybridisierung erreicht wird und normale fruchtbare Samen entstehen. Wenn sich diese Samen entwickeln und bis zur Blüte wachsen, haben sie sowohl Stempel als auch Staubblätter.

Es zeigt sich, dass für die Realisierung von Hybridreis die Zusammenarbeit von drei Reiseltern mit unterschiedlichen Funktionen erforderlich ist. Die sterile Linie ist die Grundvoraussetzung für die Hybridisierung, die Maintainer-Linie dient dazu, die sterile Linie in großen Mengen zu vermehren und die Restorer-Linie dient dazu, die Fruchtbarkeit der sterilen Linie wiederherzustellen, Samen zu produzieren und schließlich eine Hybridisierung zu erreichen. Die Samen dieser drei Eltern sind die in den Nachrichten erwähnten „Elternreissamen“.

Der chinesische Durchbruch beim Hybridreis ist nicht nur eine „Dreilinien-Hybridisierung“.

Die Einschränkungen der „Dreilinien-Hybridisierung“ liegen hauptsächlich darin, dass der Züchtungsprozess relativ kompliziert ist und viele betriebliche Zusammenhänge aufweist. Außerdem ist es schwierig, die Blütezeiten von Reispflanzen verschiedener Sorten so zu steuern, dass eine Bestäubung und Hybridisierung möglich ist. Daher begannen die Menschen mit neuen Untersuchungen und suchten nach „photothermisch sterilen“ Pflanzen, um die oben erwähnten „genetisch sterilen“ Pflanzen zu ersetzen. Wenn „männliche Sterilität“ unter künstlicher Umweltkontrolle erreicht werden kann, kann die komplizierte „Dreilinien-Hybridisierung“ in eine relativ einfache „Zweilinien-Hybridisierung“ umgewandelt werden (d. h. es besteht keine Notwendigkeit, die Linie aufrechtzuerhalten).

Im Jahr 1973 entdeckte Shi Mingsong von der Shahu Seed Farm im Kreis Mianyang in der Provinz Hubei auf dem Spät-Japonica-Feld „Nongken 58“ eine Reispflanze namens „photosensitive nuklear steril“. Durch sorgfältige Beobachtung entdeckte er, dass die „männliche Sterilität“ und die „männliche Fruchtbarkeit“ dieser Reispflanze ineinander umgewandelt werden können. Das Ährentreiben unter Langtagbedingungen führt zur „männlichen Sterilität“, während das Ährentreiben unter Kurztagbedingungen zur „männlichen Fruchtbarkeit“ führt. Mit anderen Worten: Die Fruchtbarkeit männlicher Staubblätter kann durch die Regulierung der Lichtdauer in den Reisfeldern verändert werden . Diese wichtige Entdeckung schuf den Präzedenzfall für die Züchtung von „lichtempfindlichem nuklearsterilem Reis“.

Basierend auf der eingehenden Erforschung des Sterilitätsmechanismus von „lichtempfindlichen kernsterilen“ Reispflanzen, die von Shi Mingsong entdeckt wurden, schlug Yuan Longping 1987 die Entwicklungsstrategie für Hybridreis von der „Dreilinienmethode“ zur „Zweilinienmethode“ vor und leitete damit eine neue Phase der „Zweilinien“-Hybridreiszüchtung ein. In den 1990er Jahren machte mein Land bahnbrechende Fortschritte in der Forschung zu zweizeiligem Hybridreis und der durchschnittliche Ertrag pro Mu stieg um 5 bis 10 %.

Anschließend startete mein Land das „Forschungsprogramm zur Züchtung von Superhybridreis“, bei dem die Zuchttheorie und der technische Ansatz der „Kombination morphologischer Verbesserungen mit der Nutzung von Hybridvorteilen“ für ertragreicheren Hybridreis übernommen wurden. In den letzten Jahren hat sich mit der Verbesserung der Gentechnik der Hybridreis in Richtung der riesigen neuen Welt der „Einlinienmethode“ ausgeweitet. In Kombination mit Gen-Editing-Technologien und Apomixis könnte es beim Hybridreis in Zukunft noch zu weiteren atemberaubenden Durchbrüchen kommen.

Hybridreis steht derzeit in voller Blüte und viele inländische Reisforschungseinrichtungen haben zahlreiche Hybridreissorten auf den Markt gebracht, um den Anforderungen des Hybridreisanbaus unter unterschiedlichen geografischen, klimatischen und Bodenbedingungen gerecht zu werden.

Der Hybridreis erfüllte die Erwartungen und sein Ertrag stieg weiter an. Im Jahr 2000 lag der Ertrag pro Mu Superhybridreis über 700 Kilogramm, in den Jahren 2004, 2012 und 2014 über 800 Kilogramm, 900 Kilogramm bzw. 1.000 Kilogramm. Bis 2023 wird der Ertrag pro Mu Superhybridreis 1.251,5 Kilogramm erreichen .

Was ist das Konzept? In den 1950er Jahren betrug der durchschnittliche Reisertrag pro Mu in einer einzigen Saison nur 170 Kilogramm. Die aktuelle Rendite ist mehr als siebenmal so hoch wie die des Vorjahres . Der extrem hohe Ertrag von Hybridreis ist mehr als doppelt so hoch wie der derzeitige Durchschnittsertrag von 470 Kilogramm pro Mu in einer einzigen Saison in meinem Land. Darüber hinaus hat Hybridreis auch im Ausland Einzug gehalten. In Dutzenden von Ländern auf der ganzen Welt wurden Forschungs- und Demonstrationsanbauarbeiten an Hybridreis durchgeführt, wobei die jährliche Anbaufläche bei fast 8 Millionen Hektar liegt. Damit leistet China einen Beitrag zur weltweiten Ernährungssicherheit .

4. Etwas umsonst bekommen! Gefährdung der nationalen Ernährungssicherheit!

Warum steht der Verkauf von Saatgut im Zusammenhang mit der nationalen Sicherheit? Ich glaube, Sie werden es verstehen, nachdem Sie über unsere Bemühungen gelesen haben, die Eltern des Hybridreises zu finden.

Die Suche nach Hybrid-Reiselzellen ist äußerst zeitaufwendig, arbeitsintensiv und die Erfolgsaussichten sind gering . Wir haben enorme Anstrengungen unternommen, um endlich den besonderen Reis zu finden, der uns die Hybridforschung ermöglichte. In den letzten Jahren hat unser Land enorme personelle und materielle Ressourcen in die Forschung zum Hybridreis investiert. Die Spione wollten allerdings etwas umsonst bekommen und direkt an unsere Hybrid-Reis-Eltern gelangen. Mit diesen Eltern konnten sie direkt Hybridreis produzieren, was eine direkte Verletzung unserer Rechte und Interessen darstellte.

Wenn diese von uns mit großem Aufwand entwickelten Keimplasma-Ressourcen zur Entwicklung und Nutzung ins Ausland gelangen, könnten sie zu hohen Preisen nach China zurückfließen, was für uns höhere Saatgutkosten und sogar Verstöße zur Folge hätte, was ebenfalls eine versteckte Gefahr für unsere Ernährungssicherheit darstellt.

Natürlich könnten Sie fragen, warum sie nicht gewöhnlichen Hybridreis stehlen, anstatt die Samen der Hybridreis-Eltern zu stehlen?

Die Antwort ist, dass Hybridreis, wie alle Hybridpflanzen, unterschiedliche Merkmale aufweist und eine Mischung aus guten und schlechten Eigenschaften aufweist, wenn seine Nachkommen zur Fortpflanzung verwendet werden. Um hervorragende Eigenschaften zu erzielen, müssen daher Elternsamen zur Hybridisierung verwendet werden. Daher ist es sinnlos, gewöhnliche Hybridreissamen zu stehlen. Bei den Samen muss es sich um die Ausgangsreissamen von Hybridreis handeln .

Tatsächlich ist Nahrung das wichtigste Bedürfnis der Menschen und die Ernährungssicherheit ist eines der Kernelemente der nationalen Sicherheit. Daher legt auch das von unserem Land verkündete „Saatgutgesetz der Volksrepublik China“ klar fest, dass der Staat die Souveränität über die Keimplasma-Ressourcen hat. Daher darf keine Organisation oder Einzelperson unbefugt Keimplasmaressourcen ins Ausland liefern!

Jede Einheit oder Einzelperson, die dem Ausland Keimplasmaressourcen zur Verfügung stellt oder mit ausländischen Institutionen oder Einzelpersonen eine Kooperation bei der Forschung und Nutzung von Keimplasmaressourcen durchführt, muss bei den zuständigen Ministerien für Landwirtschaft, ländliche Angelegenheiten, Forstwirtschaft und Grünland des Staatsrats eine Genehmigung beantragen und gleichzeitig einen Plan zur nationalen Vorteilsverteilung vorlegen.

Aus diesem Grund müssen wir die Keimplasmaressourcen schützen, insbesondere die wichtigsten Elternsamen .

Quellen:

[1] Wang, Mumei, et al. „Fortschritte bei der Untersuchung der täglichen Blütenöffnungszeiten von Reis.“ International Journal of Molecular Sciences 24.13 (2023): 10654.

[2] Yuan Longping. Männliche Sterilität von Reis[J]. Chinesisches Wissenschaftsbulletin, 1966, (04): 185-188.

[3] Zhu Guannan, Cao Xingsui. Züchtung von Hybridreis und Hybridweizen (1960-2000) | Agrarwissenschaft und -technologie im neuen China stehen vor dem wichtigsten Schlachtfeld der Volkswirtschaft [J]. Bulletin der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. 2019, 34(09): 1036-1045