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【作物杂交F1数量性状遗传】
 
前 言

    从古农书丛中,如《吕氏春秋》、《齐民要术》、《农政全书》和《天工开物》记载栽培、农时的多,记载品种,选育种的少;介绍实践农学的多,实验农学的少。历史长河反映如此,正好说明作物品种和选育种资料的难得可贵。

    鸦片战争后,国人饱偿外国侵略之苦。痛悉西方物质文明,科学实验,实验农学的重要。一时兴起向西方引种,仿效西方人大办农务大学堂,农事实验站,建立农业科学试验网。引进西方遗传学的两大派,即孟德尔、摩尔根学派和米邱林、贝尔巴克学派。提倡“科学救国”,“科技兴邦”的维新改革。对当时和今后农业发展,优良品种的选育和推广带来极其良好的效果。

    解放后,所谓“一边倒”,也反映到学术界中来。孟德尔、摩尔根学派被批判为反动的,唯心的;米邱林,贝尔巴克被封为革命的,唯物的。生物统计学被视为资产阶级玩弄的数学游戏。蓝天柱先生还在大学念书时,就不信服这一套。当时大学只开米邱林遗传学课,不开细胞遗传学课,也不开生物统计学课。他就开始自学细遗传学和生物统计学。参加农业科研工作后,又进一步学习,并应用于农业科学研究。他对学习和应用都是非常认真的。如1978年为提高农业科研质量,倡导应用生物统计学。在当时,许多农业科技干部都缺乏这方面知识,又苦于缺乏教材,蓝天柱先生即接受了唐山市科协委托,编著了《生物统计学基础》一书。供市和省农业科技干部自学和作为培训教材。’

    蓝天柱先生尊重学术权威、学术前辈。他不倦地学习前人的论著,力求吃深吃透。但一旦发现问题,又勇于提出不同观点和异议,并通过试验,加以论证。

    蓝天柱先生于1958年毕业于南开大学生物系,分配到河北省农业科学院作物生理生化研究室工作。在院长季良指导下,从事小麦高产理论研究。他非常崇尚莫斯科大学教授库别尔曼,其专著《小麦生物学基础》曾翻译为十三国文字,在全世界广为流传。他在研究工作中,总是反复阅读,希望从中得到借鉴。经过深入学习和研究,吸收了营养,又提出了问题,安排追踪寻迹试验。结果他发现冬小麦越冬储藏器官,不是分蘖节,而是叶鞘。库别尔曼教授以一章书来论述分蘖节是小麦越冬储藏器官,并以此来解释冬小麦越冬和寒害。蓝天柱先生则于60年代初期连续发表多篇论文,论述叶鞘是小麦越冬储藏器官,并以此来解释冬小麦越冬和寒害,他又根据已发表的论文和某些未发表资料,综合写成《糖代谢与冬小麦越冬和寒害》研究专著。此早已为专家学者和农业科技干部接受,应用于教学和指导冬小麦生产。我认为这是反映蓝天柱先生治学方法的一个先行著作,为他以后从事数量性状遗传研究奠定良好方法论的基础。

    蓝天柱先生早在60年代初期就关注细胞遗传学的发展,数量性状遗传的研究。他认为数理遗传和分子遗传是遗传学上两个独立分支学科,各有不同的研究方法和手段。但各自研究的结果,又是可以互相渗透和影响的。因此,他又非常注意学习分子遗传学基础知识,关心分子遗传研究的成就和发展。现在看来,他提出来的Fl相对数量性状遗传理论,是从分子遗传学中吸取营养而提出来的。例如,传统的细胞遗传学,主要是考虑细胞核基因作用,至于细胞质遗传意义则不为重视。而近代分子遗传学研究的进展,证明细胞质也存在遗传物质,特别是线粒体中,存在整套遗传基因。因此,他提出的理论设想就考虑到这一现实,而承认细胞质遗传的作用和意义。

    蓝天柱先生对自己理论设想,和对试验论证设计,早就胸有成竹。但当时他没有条件去实践。“文化大革命”期间,他被下放到河北省农业基层单位工作,使他又有了条件从事数理遗传的研究。这是在难以想象的困难条件下而开展的工作。一无任何试验研究经费的支持,连购买种子的钱,都得自付。二无助手,都得亲自动手,有时找个农村小青年帮忙,有时还得把调查材料拿回家中,请求妻儿老少帮忙。三是有多种疾病缠身,当时天津市第二人民医院建议他休息半年,但他一天也未休息,全靠坚强的毅力,坚持工作多年。最后,按计划完成了全部田间试验。

    他却病倒,晕倒在试验地头,被送往医院。醒来之后,他要求夫人把试验资料送到医院来整理。由于得到主治医生的支持,他可以住在一个单人病房里,有较安静的环境治病和继续工作。半年之后出院,又遇唐山大地震,他被埋在废墟之下。爬出来后,首先是救人,第二就是抢救这份资料。这部科研专著是他在大地震后的小窝棚里,俯伏在地铺上写成的。

    在这恶劣的条件下,他的试验安排,都是经过精心策划的。一是目的性强,二是力求精简,三是便于利用他人资料,以相呼应。

    他选择了我国著名遗传学家徐冠仁院士在60年代初期发表有关高粱杂种优势利用的论文,仿效他的试验方法,于70年代在唐山市郊区安排了试验。他的目的,不是为重复他人试验,得出和他人同样的结论。而是为了利用他人试验与自己试验相呼应,通过整理分析这些可靠数据,逐渐升华为理论,验证自己的理论设想,推导出F1方程式,对遗传现象进行分析,应用于指导育种实践。他达到预期的目的。于1977年写成《作物杂交F1数量性状遗传》研究专著。

    他立即把原稿送交徐冠仁院士审阅,这里有一段感人的故事;

    当蓝天柱先生来到中国农业科学院原子能农业利用研究所,找到徐冠仁院士,蓝尊敬地称呼徐所长,徐难为地说:

    “现在我什么也不是了,不要称呼我为徐所长。”

    蓝和徐都是在“文化大革命”中走过来的人,他深知徐说这话可怕的历史背景。他还知道徐早年在美国,就是一位著名的遗传学家,曾代表美国参加过日内瓦遗传学会议,后来回到祖国。

    “不在美国过优厚生活,而回来祖国过贫困生活,这就是爱国。”蓝说:

    “我回国初期,经常听到这话,可是现在没人说了。”徐接着说:

    “别人不说,我还要说一百遍;别人不称呼你为徐所长,请让我称呼你为徐所长。”蓝又说:

    过去蓝和徐有过一面之交,但当时一个已是有名望的专家学者,一个还是初出茅卢的科技工作者,按年龄和学识来说,只能算是师生关系。现在蓝又来拜师,拿着厚厚的书稿,请求徐审阅。徐惊讶地说:

    “这些年来,我什么工作也没有做了,你还做了这么多工作。”

    徐当时还未恢复工作,心情很不好,蓝突然而来,简短的对话,使他自觉在年青人心目中的形象还是很高大的。因此,徐那天非常振奋,愉快地接下蓝几百页的原稿。

    徐认真审阅了书稿,三个月后给予了好评。又嘱咐蓝,要以他的名义,再请我审阅。

    我和徐在沙坝农学院时,已结下深厚的感情。蓝曾读过我撰写的《生物统计学》,知道我的所长,现又有徐之嘱咐,当然即送交我审阅。这是对我的信任和敬重,自当责无旁贷。我每次来京开会都拜访徐,徐多次说到蓝的事,我们深为蓝天柱先生的事迹和治学精神所感动。

    我审阅后,认为资料是可靠的,有创见,有一定理论意义和指导育种实践意义。以后我曾给蓝天柱先生写过很多信,鼓励他,希望他的著作能早日正式出版。但由于种种原因,一拖就二十年了。得知广东省惠州市人民政府大力支持,该书将得以正式出版,我为此事非常高兴。我认为为他的专著出版而写个前言是个光荣任务,是从我个人责任感驱使要尽力把前言写好,对作者和读者负上双重的责任。

    本专著共分十五章:

    第一章,理论设想。作者对传统遗传学提出一些异议,即认为细胞核基因不存在显性和隐性之分。又提出一些新概念,即认为遗传变异的表现型,是依细胞质遗传变异显性力从0到1而转移的。在有性杂交过程中,这个杂合子内,通常是两个亲本细胞核的结合,而细胞质则是来自于母本的。因此,母本具有母性遗传为基础意义。

    第二章,F1方程式推导。根据理论设想,y为母本抗变异力,x为来自父本的引入变异力,即有和差变异力(x-y)。L为母本潜伏变异力,在杂交过程中,受到遗传异质的激发,而变为活跃的激发变异力。即有[(x-y)+L],称为遗传变异力。它能表现到什么程度,是依细胞质遗传变异显性力tana而转移, (tana)[(x-y)+L]为遗传变异量,以母性遗传为基础,即有方程式:

    Fl=y+(tana)[(x-y)+L]

    第三章,F1方程式的求解和图解。按一般回归关系,先求:

    tana=∑dxdf1/∑d2x

    然后,通过下式求:

    L=[(-y) -(tana)(-y)]/tana

    方程式可解。

    第四至六章,F1方程式各量标准离差,总体置信区间和显著性检验。

    第七章,在不同条件下,F1方程式综合求解。F1方程式要求把母本y,父本x和后代f1种植于同一条件之下,但要求同一条件,又可以在不同条件下达到。问题是要把遗传变异和非遗传变异分开,该章有详细论述。因此,又使该式能综合分析异地材料。

    第八章,假设y=0,方程式的应用。在杂种优势和利用中,常使用不育系为母本,这样即得不到母本正常产量资料,但通过数据处理,该式又为可用。

    第九至十一章,遗传现象分析。作者分析了各种遗传现象,认为这些遗传现象都是遗传和变异因素相互关系必然的结果。因此,提出了等亲律、超亲律、弱亲律、居亲律、均亲律、超均亲律、弱均亲律、偏亲律。这都是在AB回归线某点或某线段上的。

    第十二章,F1方程式(tana)上特性分析。作者论证和分析了(tana)L项特性,归纳为四性:一为固有性,即母本固有的潜伏变异量。二为激发性,即在有性杂交过程中,通过遗传异质的激发,可变为活跃的激发变异量。三为稳定性,不因一般环境条件的变化而转移。四为近似性,即不因抽样,求得tana和L值差异较大,而(tana)L为互补达到近似。因此,使方程式更具有实用意义。(tana)L项的大小,对杂种优势利用的超亲现象和弱亲现象影响极大。

    第十三章,F1方程式对未知后代的预测。作者分预试组群和预测组群,通过预试组群求得F1方程式,去预测预测组群的值,通过实测f1,的检验,认为是显著的。因此,就可通过做少量杂交组合试验,去预测未试组合的,这样可节省大量人力和物力。详见本章的介绍。

    第十四章,和前人公式的比较。前人有和差式和乘积式。F1方程式可以概括这两式,而且更有理论根据,准确可靠。

    以上十四章,于1978年由河北省农业厅油印复制,装订为上、下两册,共100份。现大都存人某些大学和研究单位资料室,或某些专家书房中。此次正式出版,未加修改。下面第十五章是作者的近作。

    第十五章,正交和反交。,作者利用玉米自交系做了大量正交和反交试验。按传统细胞遗传学,基因显性和隐性概念,正交和反交是一样的。按作者新概念和理论,正交和反交是不一样的。作者用45对正交和反交,两个遗传性状,每对正交和反交作比分析,经t检验,其中有80%为差异显著和极显著。某些表现为一样,作者认为是某些遗传和变异因素相互关系的结果,又作了详细分析。

    本书为一研究专著,有一定理论意义,和实用意义。特此,推荐给读者。由于时间仓速,对本书阅读体会不深,疏漏和错误之处,敬希读者不吝指正。

王鉴明
1996年06月23日

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