第200章 遠緣攻堅,突破雜交不親和壁壘
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實驗室的白熾燈亮如白晝,方稷和鄭國棟麵前擺著兩排培養皿:左邊是普通小麥的花粉,右邊是長穗偃麥草的花序。
"花期差了兩周..."方稷用鑷子撥弄著偃麥草的花藥,"得用光照培養箱人為調控。"
鄭國棟已經搬來一台老式溫控儀:"我父親當年改裝過這個,能模擬晝夜溫差。"他麻利地拆開外殼,"再加個光敏電阻就能自動調節。"
清晨的露珠還掛在葉片上,方稷就蹲在雜交圃裏進行人工授粉。他用鑷子小心翼翼地將偃麥草花粉點到小麥柱頭上,每完成一朵就套上紙袋。
"第37組..."鐵柱在旁邊記錄,突然壓低聲音,"方老師,鄭叔說有人往試驗田張望。"
方稷頭也不抬:"讓保衛科加強巡邏。"
兩天後,鐵柱發現異常:"方老師!2號培養皿的雜交胚開始膨大了!"
顯微鏡下,罕見的雙受精現象正在發生。方稷立即調配特殊培養基:"加赤黴素,再提高蔗糖濃度。"
實驗室的排氣扇嗡嗡作響,方稷的額頭上沁出細密的汗珠,他正在操作台前進行第一百二十七次雜交嚐試,鑷尖在解剖鏡下微微發顫。
實驗室的掛鍾指向淩晨三點,方稷的白大褂上沾滿了花粉和培養基的痕跡。他揉了揉酸脹的眼睛,再次俯身到顯微鏡前。這是他們嚐試遠緣雜交的第七十八天,失敗記錄已經寫滿了三個筆記本。
"還是不行。"鄭國棟摘下眼鏡,疲憊地揉了揉鼻梁,"偃麥草的花粉管在小麥柱頭上生長到三分之一就停止了。"
方稷沒有立即回應。他小心地從培養箱中取出最新一批授粉樣本,在解剖鏡下仔細觀察。突然,他的鑷子停在了半空:"國棟,你看這個!"
鄭國棟立刻湊過來。在40倍放大下,他們清晰地看到一株小麥的柱頭上,偃麥草的花粉管竟然突破了慣常的阻滯點,正在向子房延伸。
"這是...第49號處理組?"方稷的聲音有些顫抖。
鐵柱趕緊翻開記錄本:"是赤黴素較高的那個組合!"
這個偶然的發現讓整個團隊興奮不已。而赤黴素的那個濃度可能改變了小麥柱頭的生理狀態。
"我們需要係統設計實驗。"方稷在晨會上鋪開一張大紙,"從今天開始,設立以下處理組:"
激素調控組:不同濃度的赤黴素、生長素、細胞分裂素單獨及組合處理
物理處理組:溫度休克、紫外線照射、離心處理花粉
嫁接過渡組:先將偃麥草與小麥近緣種雜交,再與普通小麥回交
實驗室頓時變成了一個精密的戰場。鐵柱負責配置各種培養基,他的大手此時異常靈巧,能準確稱量到0.001克。
馮知微被從淅川調過來一起實驗,到了以後就直接投入到實驗中,她建立了詳細的觀察記錄係統,每兩小時記錄一次花粉管生長情況;鄭國棟則負責連續拍攝花粉管發育過程。
第七天,鄭國棟在觀察一組經過特殊處理的樣本時,突然驚呼:"快來看!花粉管進入胚囊了!"
眾人圍攏到顯微鏡前,隻見經過赤黴素和椰乳複合處理的小麥柱頭上,偃麥草的花粉管不僅成功穿過了整個花柱,而且已經釋放出了精子細胞。
"立刻進行胚胎拯救!"方稷立即行動起來,"鐵柱,準備培養基,知微,配製活性炭溶液;國棟,把培養箱溫度調到25c。"
在無菌操作台前,方稷小心翼翼地剝取幼小的子房,將其接種到特製的培養基上。
這個培養基是他們經過多次試驗摸索出來的配方,含有高濃度的氨基酸和維生素,能夠支持遠緣雜交胚胎的早期發育。
接下來的日子,實驗室裏的氣氛既緊張又充滿期待。
每天早晚,方稷都會親自檢查培養皿中的子房發育情況。
大多數子房在幾天後就開始褐化死亡,但令人振奮的是,第49處理組的三個子房仍然保持鮮綠。
"看!"第十天早晨,馮知微激動地指著其中一個培養皿,"這個子房膨大了!"
方稷立即用解剖鏡觀察,發現子房內部確實有胚胎開始發育。他立即調整培養基配方,降低蔗糖濃度到6,並添加了適量的植物生長調節劑。
與此同時,鄭國棟對成功授粉的樣本進行了細胞學觀察。
他在顯微鏡下發現,經過特殊處理後的小麥柱頭細胞壁結構發生了微妙的變化,原本致密的胼胝質屏障出現了局部疏鬆,這可能是花粉管能夠突破的關鍵。
方稷說,"要沿用之前的"橋梁物種"法。先用偃麥草與小麥的近緣種雜交,獲得中間材料,再用這個中間材料與普通小麥回交。"
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馮知微立即響應:"好的!方老師。"
直接雜交組在第二十三天取得了重大進展,第一個雜交幼胚成功萌發!鐵柱小心翼翼地將這個珍貴的幼苗轉移到新的培養基上,方稷親自在培養瓶上貼上紅色標簽:"xa1",代表小麥)與偃麥草a)的第一個雜交後代。
橋梁物種組的工作則更為複雜。鄭國棟花了整整兩周時間,才成功獲得偃麥草與圓錐小麥的雜交種。這個中間材料表現出奇特的形態特征,植株像偃麥草一樣高大,但穗型更接近小麥。
"現在,我們要用這個中間材料與普通小麥回交。"方稷在實驗記錄本上寫下詳細的計劃,"預計會麵臨新的不親和問題,但程度應該會減輕。"
在觀察這些雜交後代時,馮知微發現了一個有趣的現象:成功雜交的組合中,母本小麥都有一個共同特征,它們在開花前經曆了短暫的低溫脅迫。
"這可能觸發了某種應激機製,"她在組會上分析,"使得柱頭的識別係統變得不那麽嚴格。"
方稷立即設計了一組驗證實驗,將小麥在抽穗期置於4c環境下處理48小時,再進行雜交。結果令人振奮,雜交成功率提高了近三倍!
隨著研究的深入,團隊逐漸建立起一套完整的遠緣雜交技術體係。
三個月後,第一批雜交苗已經在溫室裏茁壯成長。這些植株形態各異,有的像小麥,有的偏向偃麥草,但都表現出明顯的雜種優勢,葉片更寬厚,根係更發達。
最令人驚喜的是第49號處理組的後代,在接種鏽病孢子後,表現出極強的抗性。方稷在顯微鏡下觀察到,這些植株的葉片細胞在病原菌入侵時會迅速啟動防禦機製,產生大量的酚類物質。
"我們成功了!"鄭國棟激動地拍著鐵柱的肩膀,"這些性狀正是我們想要的!"
然而,就在大家慶祝突破時,方稷已經在思考下一個難題:"雜交成功隻是第一步,接下來要解決雜種不育和性狀分離的問題。"
"方老師,這就像西遊記,過了一關還有一關。"馮知微難得打趣。
"沒錯。"方稷望著溫室裏那些珍貴的雜交苗,"但每過一關,我們就離目標更近一步。"
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