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【21期】明日小满

来源：花匠小妙招时间：2024-12-26 06:46

2018-03-01

主持人：大家下午好！我是科学松鼠会的桔子，如果有人看过我们的书，我在其它书里有出现过其他名字，比如说刘旸、桔子帮小帮主等等，各种各样的都是我，但是不重要。今天这个活动是科学松鼠会和重庆科技馆联合主办的，曾经有一个人说过一句话“一个品牌如果有名的话，只要说出名字就够了”，我相信这两个机构就是这样的品牌。

科学松鼠会还是简单说一下吧，是2008年成立的一个科学写作者协会，这个协会到目前为止已经发展壮大，写作者一共有一百多人，很多是分布在海外。科学松鼠会除了做科学写作和科学翻译，也组织很多线下活动，像今天大家来参加的“科学一课”就是其中一个。“科学一课”这个活动得名就是在去年不久之前，这个名字里面有双关含义，一个是A Class，就是一课。另外一个是想表现A Moment A Science，想表现我们希望把“科学一课”做成一个非常轻松的大家沟通的场所，让大家来享受这样一个和科学有关系的下午。

重庆科技馆是本市十大社会文化事业基础设施重点工程之一，总之就是重庆一个非常重要的地标。科技·人文大讲坛是一个面向社会公众免费开放的大型科普讲座，以“公益、高端、精品”为定位，希望通过这样一个讲坛的搭建，邀请社会各界精英人士来和大家进行平等交流。

感谢重庆科技馆特别是教育活动部的各位同仁，比如珈仪、董董、陈茜、小仪等小妹，我非常感谢科技馆有这样开放的精神，邀请科学松鼠会在北京之外来做这样一场活动。但是从我个人来讲，这是我一个特别重要的机会，得以和我大学本科的我的老板重新见面，让我重温他致学的严谨以及他对科研的热爱，这个直接反映到前期做演讲准备，昨天我们做PPT一直做到夜里超过12点，今天早上起来又继续做，他用一个图片都非常精心。

我是2000年进入北大生科院的，在大二的时候就到了实验室，相当于老师一下子抓住了我的注意力和兴趣。那是在很早以前，他跟我说过一句话“做科研就像做艺术”，我觉得这句话不仅贯穿了我们的科研过程，也在之后十年之间极大的影响了我的人生。

我的老师他本来之前本科也是北大的，后来毕业之后去日本东京大学留学，获得博士学位之后继续回到北大任教，然后基本上一直待在北大。我觉得在我心里老师的独特之处是他是一个特立独行的人，他不会在科研上跟风去做一些热门话题，虽然他有这个实力，但是他只是做自己特别感兴趣的事情，这种兴趣支持他不管什么时候都能兴致勃勃的做自己的科研。

昨天我和老师刚刚来到重庆，走到嘉陵江边，我觉得就好像是走在油画里面，非常美，也就是山花浪漫的感觉。恰好明天就是小满，大家来大屏幕画面也看到了，我觉得这也是非常好谈花的时候，也在稻谷即将成熟的时候让咱们回顾一下植物之前经历过的风流韵事，今天我也为此穿了一条花裙子。

但是在我老师进行演讲之前也非常简单的介绍一下他要演讲的内容，我先给大家来一道开味菜。大家猜猜它是什么？这是显微镜下的一种细胞，如果把这些细胞染上颜色，细胞正面就是DNA部分是蓝色，后面红色部分是给这个细胞提供能量的部分，它被染成了红色。大家现在可能还是猜不出来它是什么。如果说把红色布满能量部分切开就可以看到这部分在细胞里面是有很多小的机器零件给这个细胞提供源源不断能量，但是从这个形状不知道大家能不能有一些感受我谈论的是什么东西。

好吧，这是它更加全局一点的样子，大约是这个形状，这是一个细胞，但不是每个人都有这种细胞。如果把它和另外一种细胞相互比较就比较明显了，刚才我说的其实就是精子，这个大的就是卵细胞。也就是今天我们的话题‘’性生活‘’，只不过我的老师要给带来的不是荤菜，而是用花来给大家讲性生活，原料就在我的手上，就在中间这个位置，大家肯定是看不到的。也就是说今天我们要进入非常微观的尺度。

刚才我说到老师说做科学就像做艺术，所以首先我们需要有一种直观的方式，要能看到研究对象有多美才可以。这是在苏都老师实验室拍的一张刚才那朵花，是用显微镜放大了很多很多倍才看到的。但是我觉得对于很多人来说，大家也许关注的都是花被片，也就是花瓣，但是在我们眼里花被片是没有用的东西，所以现在还要把这个花给剥开，这是它侧面的一项，马上这个花就要解体了。可以拆成花瓣、萼片，左边的像眼睛似的东西实际上是花丝，花丝顶端是顶着花药，下面这一坨是子房。

刚才我说的很多专业术语大家可能不明白，但是可以这么理解，花丝上顶着花药，花药就像男生宿舍一样，男生宿舍里面有很多单间，每个单间里面有哥俩，这个哥俩分别就是两个精细胞，这个单间就是花粉。也就是说这个花粉回头会带着这哥俩满世界飘，最后跑到女生宿舍里。女生宿舍就是下面刚才我说的胚囊，它像黄瓜似的形状，它里面也相当于有很多女生宿舍，只不过女生条件比较优厚，它们里面每一个单间里面就一个姑娘。接着还可以再进一步深入，就是如果把女生宿舍取出来切掉走进里面看看，放大看看里面有一串的女生宿舍，这一个球就是一个胚囊，一个胚囊里面会有一个卵细胞，这一个卵细胞会等待和精子的相遇。

对于雄性这边是相似的处理，左边看到两个明显的花粉，刚才我说一个花粉里面会有两个哥俩，我们把花粉挤出来，一会儿精细胞挤出来有形状，但是在水里面待一会儿就变圆了。万事俱备，其实我们在实验室做细胞的研究时眼睛需要看到非常微观的层次，所以我们除了会用到光学显微镜还会用到电镜，因为电子的波长非常短，能够看到更细微的结构。但是因为这些生物材料都是不透明的，必须用特殊方法来切开，所以我们用的是非常值钱的钻石刀，所以在我们这些人眼里钻石最诱人的不是在钻石戒指上，而是在钻石刀上。用这种特殊设备把生物材料切成小片，然后在铜网上捞起来，最后再纤染，就是让生物材料着色，这样就能看到里面微观的结构。

这个是剖开的一个花粉的横切面，大家看到的这个弧线其实它只是花粉一部分，这个花粉特别大，贴着壁这块将来是会分成两个精细胞，还会看到更多细节，比如说上面这块是一会儿苏都老师在演讲中会着重提到的一种细胞里面的细胞器叫线粒体，我现在指的这部分线粒体正在被分裂，它的分裂方式非常有意思，是一坨蛋白集中过来把这个线粒体扑一下挤成两半。这就是切的一个细胞核，这是切的细胞底端，就像我们脑袋，是一个细胞核，从上面直接切下来切到底端的时候会看到一个类似于平面的都系，这上面的孔都是核孔，也就是说细胞核和细胞这些物质在交流的时候需要一些孔洞把东西送出去，这些大家都不用深入了解，只要对我们一会儿实验对象有感官上的体会就可以了。

切完以后最终目的是看到细胞里面细节，还要把它重构起来，所以是非常没事干，先把一个东西切成碎末然后再把它拼起来，这就是一个卵细胞拼起来过程。最右边是一个完整的卵细胞，中间是细胞核，承载了遗传物质，黄色和红色分别代表细胞里面不同的细胞器，还可以把细胞膜剥开，这样里面的细节就会更加明显，会看到有的细胞器还会彼此相连，这是它动态的过程，这是卵细胞。对精细胞，就是刚才我说的一个花粉里面的哥俩也做同样处理，先切成片，然后再把它们重新构在一起，就能看到构在一起以后细胞核和细胞核里其他东西，两个精细胞连在一起就像跳舞一样。如果把它们相比，大家就可以看到，在植物性生活卵细胞是这么大，精细胞是这么小，和人是挺像的。

后面是我以前粗浅理解做研究的艺术，这后面是我画的一些细胞里面的东西，这是我觉得的细胞，这是细胞里面各种包括内视网、纤维体等等东西。下面我把舞台交给苏都老师，请大家跟随他深入地到细胞里面去看细胞里各种美丽的细节。

苏都莫日根：谢谢各位来宾，非常高兴今天有机会来到这个讲台，能够和公众、中学生们一起讲一讲我们感兴趣的科学问题。实际上这跟平时我们在大学里面、在我们圈里面的讲法不是很一样，我准备了一下，刚才有同学说我是文科生可能听不懂，那么我今天就用最通俗的语言让我们的文科生也能听懂。

今天我的报告的题目叫做丰富多彩的植物私生活，也叫植物性生活。植物的性生活在专业里面叫做植物的有性生殖。这个课题为什么有同学说不容易听懂呢？我也有这样的顾虑，是因为它公众性不是特别强，但是与我们生活特别息息相关。

为什么说它的公众性不强呢？比如说我们现在到小区里面找一个退休的老大爷，说大爷您看这个丰富多彩的性生活您了解多少呢？我估计多半情况下这位老大爷会瞪大眼睛看我们，看一会儿就把我们打发走，这是能够想象得到的。但是话又说回来，是不是一切事情都是绝对的呢？我觉得也不是，也许我们能碰上一位老大爷，我们说丰富多彩的植物性生活，这位老大爷说你可别走，找对人了，咱们聊聊，也许跟我们聊两个小时也没准。

为什么这么说呢？植物的生殖生物学圈内人觉得它特别有意思，圈外人了解并不算多。那么这圈内有多少人呢？应该说做专业研究的、半专业研究的，利用这里面的规律进行科学工作的在全世界少说我看也应该有几千甚至上万这么多的人在事物有性生殖这个圈里面工作。这些人三四年会聚到一起，在某个国家、某个城市租这样一个大厅，大家聚在一起来讲各自的故事。因为大家都做各自的研究，会发现植物有性生殖里面很多有意思的事情和故事，大家坐在一起来探讨。一般这种会议叫做第X届国际植物有性生殖研讨会，不是所有人都能来，几百人来这里，每一个人都带着自己一框的故事，这个会一次是开三天，每个人讲故事都不可以超过十分钟，超过十分钟马上就会被赶下来，因为大家都想讲一讲，都觉得有意思。讲的过程中，肯定是讲的人是滔滔不绝，听的人也非常专注，当然有的时候也会因为某一件事情大家吵起来，拍桌子瞪眼、脸红脖子粗的都有。这三天下来都讲不完，讲不完也得回家，因为带的钱有限，租旅馆要花钱的。最后回了家还有余兴怎么办呢？把自己的故事写成文章，大家再办一个有性生物学生殖的杂志刊物，大家把故事交到刊物和大家分享。

我这么说是给大家一个概念，就是说植物的有性生殖或者植物性生活实在是里面故事非常多，丰富多彩。但是在这里我们只有一个小时的时间我能给大家讲多少？我只能给大家讲一点点，通过今天的讲座，我们对植物性生殖或者性生活有一点点理解，有初步的概念我就比较满意了。

我们今天讲植物的有性生殖过程中偏向某一点，偏向非孟德尔遗传，所以我们也想把这个题目叫做非孟德尔遗传的奥秘。

我们说植物的性生活，我们首先来看看植物的性器官，也就是花。刚才刘旸她把花的大概结构给大家介绍了一下，我这里就不必要太多的重复。在这里，花有花瓣，有柱头，有花柱，还有子房，子房里面有胚珠，中间这块是雌性的生殖器官。雄性有花药，花药下面有花丝这样一个结构。

花瓣其实在有性生殖里面也是有用的，花为什么要开那么大花瓣呢？它可以吸引昆虫。除了花瓣以外，其实有很多花还有蜜腺的，那个蜜腺是吸引昆虫。昆虫是干吗的？昆虫是帮助植物性生活的，它可以帮助花粉落到柱头上去。植物的特点就是没腿不能走，动物是有腿可以走的，但是植物没腿不能走。昆虫可以帮助花粉落到柱头上去，风也可以。有些花粉比较干的，很散，风一刮也会传粉。到春天大家觉得很容易过敏，松树的花粉到空气里面太多。

刚才刘旸的比喻也很好，花药我们可以把它比喻成一个男生宿舍楼，里面有好多好多花粉，每一个花粉我们把它看成一个男生宿舍。子房我们也可以把它比喻成女生宿舍楼，那里面附着有数目不等的胚珠。

我们给大家看看男生宿舍，从这一个一个的过去。男生宿舍的花粉在我们内眼下面几乎是看不到花粉的，我们看到的花粉比如说我们摘一朵花一剥了，花粉掉到手上、衣服上我们能看到，但那实际上是一堆花粉，如果选一个花粉拿出来我们内眼几乎是看不到，只有少数极个别植物花粉我们仔细看能看到，通常情况下是看不到的。

这里面给大家看到的花粉是利用扫描电子显微镜观察到的花粉，大家看到这些花粉形态各异，它的外壁装璜得非常精美别致，我们待会儿还有一张花粉给大家看。在这张图里面红色的凸起实际上就是柱头上面的细胞，花粉落到柱头上以后就会伸出花粉管，花粉管去把花粉里面刚才说的那两个男生送到女生宿舍。刚才说的女生宿舍实际上在我看来它既是女生宿舍同时也兼了婚礼的教堂。这个花粉除了在柱头上会萌发生长花粉以外，在一些合适环境下，人工给它一个环境也可以生长花粉管。

我们还给大家找了一些花粉的照片，这些照片当然不是我拍的，是我找来的。我们可以看看，男生宿舍的形态设计本身就非常的多样，我觉得用“精美绝伦”来形容一点都不为过。它的外墙装饰又是那么的特别。这些样式或者说这么漂亮的设计似乎不是我们人类艺术家可以造出来的，我们不得不感叹自然界的鬼斧神工的造化。

我们现在把这一个花粉给剖开看看里面是什么？我们这里有一张图，这样花粉压开，对这个细胞里面出来的东西进行DNA特性着色的染色，我们可以看到三个东西。其中两个是很相似的，哥俩，这两个是精细胞，在一个花粉里面有两个精细胞，还有一个比较散的实际上是营养细胞核，整个这一大摊是营养细胞，里面还有两个精细胞。换句话说，花粉里面住的不只是两个人，也就是哥俩，还有一个营养细胞。营养细胞也非常重要，是它最后把这哥俩送走的。实际上一间宿舍里面住了两个男生，还住了一个“司机”，最后把这两男生送走全靠它，还是比较奢华的男生宿舍。

我们再看女生宿舍——胚囊。实际上我们刚才在上面也看到了，上面这一串这个是拟南芥的珠。女生宿舍相对男生宿舍体积要大得多，在胚珠的中间有这么一个弯曲的结构，这个是胚囊。在女生宿舍的外面就有很厚的很多层细胞保护。换句话说，女生宿舍的设计非常简单，看哪一种植物的胚珠都是这样的椭圆形的或者圆形的一个球。女生可能需要多加保护，所以我们看得出来这外面有很多层很多层的细胞，叫做珠被把女生宿舍保护起来。

在女生宿舍里面有卵细胞，其实里面除了卵细胞以外还有更好玩的东西，我们来看一下。把这个胚珠切开以后，实际上可以看到刚才我们说到的一个卵细胞，卵细胞边上还有两个柱细胞，这两个柱细胞是不参与受精融合的，但它是受精融合所必须的，它相当于伴娘。除了卵细胞、柱细胞以外，中间有一个大细胞叫做中央细胞。中央细胞实际上和卵细胞是姐俩，换句话说男生宿舍里面送来两个男生，这个女生宿舍里面有两个女生在等着，所以是植物的双受精。一会儿给大家介绍双受精，还可以给大家看视频。刚才说了四个细胞了，除此之外这头还有三个反足细胞，反足细胞功能现在并不是十分清楚，但是没有反足细胞胚囊功能是会受到影响，所以反足细胞也是非常重要的，它在家里面我们打个粗略比方也许是看家护院的，或许是做点小工的，反正是家里面帮忙的，也住在这样一个宿舍。

男生宿舍和女生宿舍怎么来的？在花粉、花药里面或者胚珠里面怎么来的呢？我们这里画了一个简单的示意图，在很小花药里面有母细胞他们分裂，最后产生这样的花粉。分裂有不均等分裂，产生这样花粉，一个花粉里面三个始元，其中两个是哥俩。这哥俩实际上是长得比较像的，两个精细胞是在花粉里面互相缠绕在一起的，形态跟动物的也不一样。我们把表面透明化以后变成这种透明膜以后可以看到细胞是这样的，蓝色代表细胞核，黄色代表线粒体。

我们再看女生，女生宿舍里面这两个女生长得不怎么一样，卵细胞是这样的，两边柱细胞就是伴娘。中间还有好大的就是中央细胞，这个中央细胞也要接受一个精细胞的。我们很多人就有这样一个想法，这两个精细胞送来以后交给柱细胞，柱细胞把这两个男生介绍给这两个女生，男生长得是很像的，看上去也差不多，这两个女生却是不一样的。在这个过程中他们会不会挑，比如说某个男生说我挑那个女生？另一个男生说，你挑完了我只好这样了。有没有这样的过程，有没有这种可能性，他们在受精融合过程中有没有选择呢？这是一个很好玩的故事，这个故事也研究好长时间了，最近终于发现他们其实是不挑的，来了以后非常客气，挨谁近就是谁的了，就是这样一个过程。

我给大家看一眼中央细胞，就是中间这个大个的女生她进行刚才刘旸介绍的三维重构是非常有困难的，就算卵细胞稍微小一点，她的三维重构我们都做了六年不止。就是这个重构过程，这个细胞里面是什么样，表面是什么样的，把它做成数字立体化的细胞我们至少也用了六年时间。里面同样含细胞核，黄色的线粒体，还有红色的质体，质体我们在待会儿的内容里面也会说到。

我刚才已经稍微提到了男生来哥俩，女生有姐妹俩这么一个植物有性生殖的特征。事实上用专业的术语来讲，我们把这个过程，两个精细胞到胚囊里面和中央细胞和卵细胞融合过程科学上叫做“双受精”概念，这个和动物是完全不同的，是植物的一个特点。

“双受精”我希望大家看看这张图，这张图实际上是植物有性生殖研究划时代的一个图，是一个叫做Nawaschin的外国人在1898年用最普通显微镜观察最后手画的一张图，他是第一个发现了有两个精细胞过来，而这两个精细胞过来以后两个精细胞都还和胚囊里面的两个细胞融合了，他第一次报道这么一个现象。

我们还把刚才说的故事模式了一下，花粉管下来以后会找到胚珠。还有一个很轻易就被大家想到的问题？花粉管为什么会顺着花柱往下长，它不往别处长呢？它为什么来了一定能找到胚珠呢？这个实际上也是有性生殖生物学研究当中很有趣的课题。最后研究发现在柱头上有诱导花粉萌发的物质，花柱里面有诱导花柱只朝一个地方长的物质，这种物质形成梯度让它只朝一个方向长。到了胚珠口的地方有一种特别的特殊物质把这个花粉管吸进来，它有导向性。我们看花粉管的生长实际上也像导弹一样，它拐弯但是最后总是能找到，它不会乱。这是人工情况下做的受精。

我们给大家再看一个视频，我们看看双受精。刚才说双受精是1898年Nawaschin用手绘的，而真正双受精能够用人肉眼看到还是去年的事，去年我们实验室和日本的一个实验室同时在荧光显微镜之下记录了双受精的动态过程。这一红一绿，大家关注，如果我们把这个作为是一个女生宿舍的话，这两个男生顺着花粉管推推搡搡的进来，他们还不好意思呢。进来待一会儿就分开了，一个往这边来了，一个往那边去了。

为什么我们把它标成一红一绿，其实他们俩本来长得一样的，我们可以用荧光，现在好多技术可以给细胞标颜色。为什么把它标成一红一绿呢？实际上就是想研究它进了胚囊以后挑不挑？就是女生挑不挑帅哥，男生挑不挑美女，最后发现他们是不挑的。无论我们怎么样去标这个颜色，最后发现他们进来以后和中央细胞和卵细胞的相遇是相同的，这是挺好玩的事情，为什么植物就不挑呢，我们动物总是要挑一挑的，哪怕大熊猫到了发情期，据说雌雄两个大熊猫碰到一起，都是发情期的，但是他们看不上眼就不会交配的，这是大熊猫，人的话就更是。

上面主要给大家介绍的植物有性生殖的细胞过程。我们说你们那么多人对植物有性生殖故事那么感兴趣，那么植物性生活到底有什么用？我们先看这张图，这位老先生也许有同学认识，大家都知道这是袁隆平先生，他是做植物超级杂交水稻的，袁隆平先生的杂交水稻现在亩产差不多八百多公斤，他的希望是产量达到一吨。实际上他是用了性生殖或者植物性生活里面的重要规律。袁先生他的工作等于从我们国家推广杂交水稻以来到现在比普通水稻多生产出来的米足够一个中等国家的人吃上五十年。

在我像大家这个年纪的时候包括我上大学的时候，我们国家粮食还是凭票供应的，每个人就那么多，吃完了就没了。我如果要来重庆出差的话，我第一件事是先在单位找单位粮票管理办公室，跟他说我是要到重庆出差，不是去玩，是人家邀请我，给他介绍信看，去三天，我给他三天粮票指标，他就把我粮本上一个月粮食减去三天，把这三天的份给我开一张介绍信，我拿这个介绍信到北京粮票管理办公室去，把我这三天粮食换成重庆的粮票或者换成全国的粮票，然后拿着这个粮票才到重庆来，不然是吃不上饭的。哪怕你说我买饼干我不吃米饭，饼干也买不到，每一两就要一两粮票。说明我们国家过去粮食是不够的。

改革开放三十年，我们现在看自由市场里面粮食有那么多，还有肉、蛋、奶，这些其实也是粮食来的，还有酒它也是粮食来的。这些东西哪儿来的？一个是邓小平在改革开放过程中推行了包产到户，提高了农民生产的积极性，生产效率大大提高。另一个重要人物就是袁隆平。所以有这样的说法，吃粮食吃两平，一个是邓小平，一个是袁隆平。当然我们现在粮食丰富还有其他的因素。

我们看看在杂交水稻里面跟植物性生活有什么关系呢？我们先看看水稻的花是什么样的，在城市里的同学有的可能都没见过水稻穗，水稻的花可能更没看过。这是水稻穗，每一个穗上面每一个粒实际上是一个水稻花，这个水稻花剥开是这样的，剥开以后可以看到有雄蕊还有雌蕊。如果把雌蕊，就是刚才说的女生宿舍的子房和柱头一块儿剥出来是这样的形态。

为什么要种杂交水稻？大家知道，杂交是有优势的，杂交优势是一个A父本水稻和B母本水稻，这两个水稻是不同品种，把这两个杂交在一起产生第一代子代，只仅限于第一代它有可能长到很高很大，我们这里有一个符号表示，A不怎么样，B不显眼，但是他们杂交出来的字第一代却是非常的现眼的，这样一个生命现象叫做杂交优势。我现在受委托也做一点点高粱研究，在我实验室里面有一种高粱它的父本很高，像腰带这么高，母本也非常高，但是杂交子一代这个房间放不下，有六米多高，杂交的优势可以发挥到这么的想象不到。

杂交优势是这么想象不到，杂交水稻也是发挥的杂交优势，产量可以增加两到三层甚至于更多。那么杂交怎么做？我们想做杂交首先得把自己的花里面的雄蕊，就是男生都给轰走，把男生宿舍拆迁，在花开之前就把男生拆走。把另一个品种的男生给招来，拿镊子在雌蕊头上做，一朵花一朵花的做。杂交是这么做的，做一朵花没问题，做两朵花没问题，但如果全国人民都要吃稻米的话，可能袁隆平爷爷这么做肯定会累死他也做不出那么多杂交稻米。那怎么办呢？需要有一种水稻，这个水稻它就没有男生，这个水稻的花里面男生宿舍里面一开始就没有，叫做雄性不育水稻，袁隆平先生他最初在路边上发现一株水稻，这个水稻明明开着花的，但是这个水稻为什么没有雄花呢，专家他就是专家，他一眼就看到了，不用拿到显微镜看，他一看水稻是开着花的水稻而且它没有雄蕊，没有花粉，这个好就收起来。经过了那么多年艰苦的研究。

没有男生的株有什么好呢？这实际上就是男生的，里面所有就没有花粉，没有就不会自交了。就把它种在那里，隔一拢再种一拢，比如说A产生花粉，我种几垅，然后我再种一垅B，B产生花粉，B是正常的，那么我不用一个一个去授粉，风一刮的话B出来的花就落到A上面去，最后我从A那个水稻上收下来的水稻都是杂交的，这样就可以大大提高杂交种的效率，大量的杂交种就有了，可以交给农民去种了。实际上需要有一种叫做雄性不育系的开发，这是在杂交水稻里面极其重要的。

我们看看雄性不育是怎么来的？这个稍微有一点复杂，我们在这里实际上是给大家画一个示意图，希望大家能够看看。我们这一个方块实际上是表示一个细胞，这个所谓的不育系。我们这里有一个圆圈写着2AN，2是2被体，N是表示细胞核，A是表示A品系，这个品系它是不育的。这个里面还有一个圈，圈里面有M，上面打了一个x，这说明细胞里面有一种带x的M，M是线粒体，这种不育系为什么不育，因为它有一种带x的线粒体，就是有一种坏了或者突变的线粒体，在这个细胞里面线粒体出事了，由这个细胞组成的植物它不产生花粉。拿它做母本然后去杂交。和2NB去杂交，这个得有花粉，它的M不能带x，它是带正常的线粒体。杂交以后出来NANBMx，这时候正常的线粒体哪儿去了呢？正常的线粒体大家发现没进到杂交子代来，这个杂交优势就是NANB，它是有杂交优势的。但是它得开花，它要不开花咱们还是吃不着米。那么Mx才能有花粉呢？实际上NB里面还有一个花，这个花实际上叫做恢复性基因，它可以把Mx转换成正常的。虽然在这里面看上去Mx是没有花粉的，但是它通过花可以转化的。

有一个问题特别关键，不育系它自己不产生花粉，它自己不产生花粉哪儿来种子来种呢？实际上操作中有一种叫做保持系的东西，保持系的一种水稻也是人工去做的，它细胞基因核和NA是一样的，只是它里面有一个正常的线粒体M，拿它做父本，它是开花的，正常的，拿它做父本和不育系杂交就可以再产生大量的不育系。也就是说有保持系的话可以使不育系永远繁殖，不能把它丢了，它自己不开花不结籽丢了不行。

大家一定要注意，在这个过程中也是一样的，就是说父亲的M没有进入子代，这样才能够在产生的子代中NA又是Mx。反正就是说父亲的线粒体不可以遗传到子代里面去的，如果遗传到子代里面去那么这个系统就不存在。实际上在自然界线粒体是母系遗传的，我们给大家介绍出这么一个概念来。实际上杂交稻的生产是利用了植物的性生活过程中父系线粒体DNA不传递到子代中的这么一个规律。

刚才讲了Mx线粒体，线粒体是怎么回事？我相信很多同学们可能会知道。这个实际上是以一个细胞的部分层片，在这个层片上我们可以看到线头状的、颗粒状的结构。这个也是把它带上装了，大家看得清楚。在实际细胞里面线粒体是什么样的呢？来看这个视频，这是看到实际细胞里面颗颗粒粒的东西在细胞里面动，有长的、短的，像虫子一样的东西顺着细胞里面绳子在爬，这些是细胞里面的线粒体，细胞里面颗粒状的东西。

那么线粒体是怎么来的？线粒体是30亿年前一种呼吸细菌钻到了另外的细菌里面去而来的，我们后面会讲这个。线粒体看上去像小虫子，有人把它比喻成小虫子。我们每个人身上有一百万亿个细胞，每个细胞里面大概有一千到一万个线粒体。我们人随时身上有这么多线粒体在细胞里面活动。刚才这个视频有一次我给一个朋友看，他说我看你这视频全身痒痒，觉得我身体里面好象有那么多虫子在动。其实大家不用痒痒，线粒体不是坏东西，它在帮我们进行呼吸。实际上我们吃的食物最后消化成糖，最后转化成我们生物活动所必须的ATP，一种高能化合物是要靠靠这个线粒体的，没有线粒体我们人的能量无法转换，我们吃的东西消化以后无法转换我们仍然动不了。线粒体如果出了事以后人就没劲，胳膊也动不了，眼睛有看不清楚，所以线粒体是人体非常必须的。

我们细胞里面不止有线粒体这种细胞器，还有高尔基体等其他的，为什么我们把线粒体跟遗传挂上勾，为什么线粒体从妈妈那儿走不从爸爸那里走。因为线粒体是一种特殊细胞器，它里面还含有DNA的，它是编码一部分基因，和细胞核一起，大家都编码一些基因，但是细胞核编码了绝对多，线粒体编码一小部分，这两部分要合作为正常细胞生命活动来工作。

线粒体这里面的基因如果突变了怎么办？就会出现线粒体病，我们人类线粒体基因组编码十三个，这些基因如果坏了会有85种很严重的疾病，它会涉及到脑坏死和心肌病、肿瘤、不孕、帕金森等这些，为什么容易表现在脑和心肌和普通肌肉里面？因为这些地方需要大量的能量，脑子思维、肌肉都需要大量能量，如果这时候线粒体跟不上来就会出现这样的疾病。

植物里面线粒体也是一样的，植物线粒体DNA比动物的多一些、大一些，但是遗憾的是植物得什么病咱们不知道，就是说人如果谁得了病就去医院看，植物的话比如说有一株水稻病了，如果袁隆平没看见它的话估计就没人看见了。所以植物里面线粒体基因突变会出现什么病呢？不知道，只有一种我们知道就是刚才说的雄性不育，这在我们作物杂交育种过程中具有极其重要的作用。

刚才说了，杂交育种里面利用了一个规律，就是线粒体是随着妈妈遗传的。如果我们身上细胞核是从爸爸妈妈那里各继承了半个，或者是各继承一半爸爸妈妈的基因，我们每一个个体都是这样的，所以我们有时候说这个小孩像谁，像爸爸还是像妈妈？仔细一看又像爸爸又像妈妈，因为他从爸爸那里继承一半，从妈妈那里继承一半。我们个体身上的线粒体基因确是只从妈妈那里继承，爸爸那里的线粒体是不继承的，水稻也是这样的。这种只从单亲继承遗传物质的遗传方式我们叫做单亲母系遗传。它跟我们讲的传统孟德尔发现的细胞核子代各遗传一半是不同的，所以我们把它叫做非孟德尔遗传，和孟德尔遗传不一样的叫做非孟德尔遗传。我们在水稻杂交过程中必须用得着的，必须是单亲母系遗传，否则我们水稻杂交就很难做了。

那么这里就出现一个问题，为什么线粒体就只从妈妈那儿来，爸爸那里为什么不贡献线粒体给孩子？关于这个问题，有些教课书上写了一个比较容易懂的概念。比如说我们最常见的教课书上会有这样的概念，精细胞实在太小了，它和卵细胞融合的时候可能带不了多少线粒体，它或者不带或者是带那么一点点，和卵细胞一融合，卵细胞那么多线粒体精细胞的线粒体就可以忽略不计。这样的说法一直延续至今，应该说这个认识有百年历史了。

那我们来看一看是不是呢？我们可以看到，这是个卵细胞，这个卵细胞表面实际上是有精细胞的，我们看不见精细胞，需要把这个卵细胞表面再放大我们才能看得见精细胞。确实是卵细胞和精细胞的体积比差大了，刚才说的母系遗传这个解释似乎很有道理。人类线粒体是母系遗传的，精细胞里面有线粒体也很少，跟卵细胞的黄色颗粒根本不成比例。似乎是这么一回事，那么我们是不是可以得出来在受精融合过程中也是小个的占劣势，小个的应该靠边站、强的是大头这样一个认识。

我们再看下一个细胞，为什么把这个事拿到这里来讲，我们实验室通过一些线索最后发现是不对的，小个的不一定靠边站。我通过什么线索呢？实际上是通过咱们吃的哈密瓜，它的线粒体不知道为什么可以父系遗传。它的精细胞也是很小的，它精细胞那么小为什么也可以父系遗传，这是我们特别想知道的一件事。于是我们把花粉弄破了，然后把里面的精细胞一个一个的释放出来，其实刚才刘旸也给大家放了一张图，一个一个变圆的小精细胞，我们把每一个精细胞挑出来，放到一根管里面，我们通过PCR的方式对一个细胞里面线粒体有多少线粒体DNA进行精确定量。同时我们拟南芥的卵细胞也分离出来，一个一个洗干净，每个细胞放在一根管里面，这个是手工操作的，很费神。我们有一个学生他特别有定力，他可以从早晨八点坐在实验室显微镜底下操作一直到晚上，特别是卵细胞，他早晨操作一百个胚珠到晚上有可能分离到一个，有可能分离不到，这是一个很细的活。我们这圈里的人都得做这么细的工作。最后通过PCR的这种方法可以把细胞中含有多少个线粒体DNA拷贝这个数据定出来，最后我们定出来一南，拟南芥的叶肉细胞，就是叶子里面的体细胞含有61.7，拟南芥的卵细胞含有9.0，拟南芥的精细胞含0.1，跟体细胞相比它低多了，拟南芥就是母系，这是非常一直的。当我们看到甜瓜的时候吓了一跳，吃了一惊，别看这么一点小精细胞它含有1926.3个拷贝的线粒体DNA，它远远比一个体细胞携带的都多，和卵细胞相比的话它也携带得多得不得了，所以它是父系遗传。换句话说它跟个大个小没关系，跟带的多少DNA有关系，我们发现了这样一个规律。

我们为什么会得出这样一个结论？在绝大多数植物和所有动物中为什么线粒体从妈妈哪儿传呢？因为在受精融合之前，精细胞里面的线粒体DNA会自杀。我们看到男生这边有一些荧光颗粒，到成熟的时候这些颗粒就没有了，自杀掉了。相反的，在父系遗传的像甜瓜里面这种颗粒是增强了，本来弱弱的颗粒到这里就变成很强的颗粒，用另外一种表示方式也可以表现出来它是几十倍增加的。换句话说，这种就是线粒体成倍增加。它为什么会减少、为什么会增加，这又是一个比较有兴趣考虑的问题了。

刚才说了，在植物和动物有性生殖过程中雄性的线粒体DNA要“自杀”？我们看一种更低等的东西，这个东西叫做粘菌，没有高等动物那么高等，也没有高等植物那么高等，它有时候是单细胞、有时候是多细胞是原始的真核生物。它里面也含有线粒体，而且它也有性生活，我们千万别觉得性生活只有高等的动物和植物才有，低等的也有，比如说酵母就有，比如说粘菌就有，比如说大肠杆菌就有。实际上有性生殖是一种很古老很古老的生殖方式，正是有这种性生殖生物才进化了的，这个话题我们今天先不说。粘菌两个性细胞，他们两个体积一样大，没有刚才我们说的男生小女生大的问题。它融合了以后会怎么样呢？如果说最自然的方式就是两方面来的线粒体都留在子代里面。我们看它融合以后不久就会发现来源其中一方的线粒体，就是黑色合理里面DNA信号就没有了，同样都是线粒体，这些里面是有DNA的，这些里面都没有。他们父母本里面都有的，但是他们一融合之后过一会儿就杀掉了。这是过一会儿就杀掉的，但是总之，有性生殖总是把DNA杀掉的。不光是高等植物、高等动物，还有比较低等的真核生物。杀掉一定是有好处的，不然就留着好。

为什么非要费劲的把它杀掉呢？我们在这里一起探讨一下杀掉一方的线粒体有什么好处。这里不得不说到可能有点难懂的问题，就是真和生命的起源。刚才说了，是在30亿年前有大一点的原核生物，还有小一点的原核生物，像小的红的是一种呼吸细菌，也是一种菌，他们都是原核生物，这种小的具有呼吸功能的原核会钻多大的原核生物里面，所谓的内共生，现在生物界还有内共生，你给我提供好处，我给你提供好处，我就钻到里面，我帮你呼吸，你帮我提供食物，这就是所谓的内共生，内共生是生物起源模式。红色的呼吸细菌后来就变成线粒体了，这个细胞就变成了真核细胞了。但是内共生状态还不是真核细胞，为什么呢？因为呼吸细菌有全套的遗传物质，它和宿主不难想象会打架，因为大家有一样的能力，我既然可以钻进去我就可以跑出来。我今天想钻进去就钻进去，不想钻进去就跑出来。我钻去一高兴可能大量繁殖，这样就把宿主给撑破了，这样不稳定的就不是真核细胞。真核细胞发生了什么事呢？实际上真核细胞产生过程中发生了一件重大事情，这就是说进来的呼吸细菌把大量DNA或者遗传物质交给宿主，这实际上是真核细胞稳定必须的，换句话说，通过这样的稳定真核细胞才得以进化产生来的。

我们沿着这个思路去看就不难发现为什么会单亲遗传，为什么单亲遗传对真核生命是必须的，当从呼吸细菌往宿主里面基因转移还不充分的时候有性生殖会怎么样呢？两个不同的细胞，每个细胞带着不同的线粒体，这两个线粒体一融合，两个线粒体到一个细胞里面，我是缺一部分东西，因为我自己已经不能造反了，我把自己东西交给老大了，那个细胞线粒体说我也不能造反了，我也把我的东西交给老大了。最后我们俩放一块儿看，我交出去的东西你还留着，你交出去的东西我还留着，然后放一块儿又可以造反了，所谓造反就是有独立性，可以和细胞对着干。因此，有性生殖细胞融合是要有，同时又不能让线粒体所携带的DNA足够多，这怎么办？有性生殖过了以后，把其中一方的线粒体给消掉，这样恐怕也就是最早的非孟德尔遗传，或者叫做单亲遗传，这个对生命的形成和进化可能具有着重要意义。这是我们的一个推测。

如果是这样的话，我们又回到植物里面。植物除了线粒体以外，还有一种叫叶绿体，也是具有DNA的细胞器，我们可以看到这是一个叶肉细胞，细胞里面有好多绿色的球是叶绿体，把这个细胞处理出来它就可以变成圆的，我们把这个圆的再压扁了看，这些红色的颗粒是叶绿体，在叶绿体下面可以找到DNA的信号，说明叶绿体也是带有基因遗传的细胞器，在这个叶绿体中间也可以看到线粒体的DNA信号。如此说来，线粒体要把一方线粒体DNA杀掉，叶绿体也该杀，叶绿体也是一样的内共生来的，它是一种来细菌寄生到细胞里面来形成的叶绿体，也应该是这样的。真核的植物在形成的过程中也应该是男细菌把DNA交给宿主，它最后细胞遗传性DNA数量减少，他们融合以后，把其中一方要杀掉，以保证叶绿体基因简单，它不闹事，应该也是这样的。应该和线粒体是同样道理的。

事实上是不是这样呢？事实上还真是有点类似。比如说我们给大家看一个叫做衣藻，衣藻是单细胞真核植物，两个衣藻他们会进行有性生殖，也就是说他们会结合起来。结合以后，叶绿体里面的DNA信号其中一方会很快消失，五分钟之内消失。就是说在衣藻有性生殖过程中仍然是单亲的遗传。高等植物如何呢？高等植物也是一样，在刚才我们说的花粉男生宿舍压开以后，有两个精细胞，我们会看到精细胞只有核，很少有直体DNA的信号，只有个别的植物在精细胞细胞值里面会有质体信号。这些相当于我们刚才说的甜瓜，甜瓜是单亲母系遗传当中羊群中出的骆驼，在植物中确实有这样的特例，这种特例叶绿体基因特例比线粒体要多，线粒体现在只发现了甜瓜，叶绿体发现得多一些。

刚才说了一个概念，单亲母亲遗传是真和生命起源所必须的，在真和生命起源中可能具有重要作用。那么为什么刚才说的甜瓜还有别的被子植物中父性的带到子代基因中去呢，这有什么意义呢？我们为了搞清这个故事，在2000年开始我们就做了一个大量的调查，做了一个实验，当然那时候刘旸还在我们那里做学生。这个工作怎么做？很简单，就是在全国各地去把所有你能看得见采得着的花全采来，然后把它的花粉取出来，也就是把男生宿舍拿出来压破，然后看看精细胞里面是不是携带着准备传递给卵细胞的质体和线粒体DNA。要取很多种花，几百种上千种，哪里看得到的花我们都采。北京的做完了，然后就去昆明，昆明有昆明植物园，有西双版纳植物园，很多花，大家都高兴极了，有各种各样我们见也没有见过的花，赶紧找专家搞清楚哪个花是什么植物，搞清楚我们就做。白天我们就出去采集植物，标上名，拿回来晚上就在宾馆里面做检测，我们当然带了很大的显微镜，荧光显微镜，分了好几箱子，很沉，提着上楼很困难的大箱子带了好几个，到宾馆以后把显微镜再组装起来，然后晚上就做这个事，白天我们都不在。晚上吃完饭别的住宿客都睡了，我们也不敢大吵，压低声音在房间窜来窜去做实验，这个行为一下子被保安注意了，因为云南那个地方贩毒制毒比较多，被保安注意以后来了个突然袭击，在后半夜的时候突然哗啦啦不管你锁没锁门，你们在干什么？我们好好的解释，把样品拿来做植物生物学的，我们白天采花粉，晚上要检测。他们说这是什么东西？我们说这是荧光显微镜，荧光显微镜是做什么的，我们就给他看，从这看有什么东西。这样一堆保安半信半疑的走了。我们去云南采集了二十多天，采了各种各样的花。当时我们也遇到了大雨，连着下了十六七个小时的大雨，我们去的时候在西双版纳植物园里面住着的时候，下雨把回去的路全部冲垮了，我们只好带着这些行李徒步往回走，因为我们那里面学生暑假还有别的活动，着急得直哭，最后我们倘着水回来。

最后我们发现，也要把DNA复制往下一代传递的那些植物都是被子植物进化过程中的末端植物，我们把那么多的植物根据亲元关系，别看有那么多被子植物都可以确定他们亲元关系的，对一些保守基因进行系列分析，然后进行确定被子植物进化关系。这个进化关系做出来以后像个树一样，我们做出来的这个东西就简称叫做进化树，进化树越往下面是越古老的植物，越往上面的植物越是新进化出来的植物。被子植物进化树专门有一波美国人，他们刚开始是几个人在研究，后来他们变成了几十个人甚至上百个人研究，所以他们发展论文的时候已经不再用个人名字发表，他们叫做被子植物进化研究组，简称APG，他们发表论文署名APG。我们把我们发现的父系遗传的植物，还有母系遗传植物都往进化树上一填，发现凡是精细胞里面把线粒体质体DNA扩增了往下代送的都是进化树里面比较上面的杈，中间、下面的杈都是正如我们想象是母系单纯遗传的，是真核生命形成最早遗传方式。

我们再把被子植物的发生过程中当少年父系传递的被子植物占总被子植物数目比例画在这里又看到父系被子植物是在增加的。这又说明，虽然单亲母系遗传在进化过程中具有重要作用，但是在父系遗传过程中又有点什么好处呢，那么出现了什么好处呢？我们可以看这样一个实验，这个实验不是我们自己做的，是一个俄罗斯科学家做的，豌豆应该是绿色的叶子，他手里有一种豌豆是黄色的叶子，没什么竞争力，结的豆子也少，发生了图片，但是也能活，这个叶子是发黄的。他把这个豌豆作为母本，然后用正常的绿叶子的、非常生长旺盛的豌豆做杂交给这上面放花粉。最后在子代里面看到局部叶子可以变绿，还有个别的子代叶子全部变绿，最后他经过对基因进行分析，发现在这个杂交过程中为什么这些就变绿了？本来变黄是叶绿体基因组里面发生了有害的突变，这个有害的突变使得叶绿体基因组产生蛋白质和核里面产生的蛋白质不好好工作，本来花粉授粉是母系遗传，从花粉里面不带过来任何线粒体DNA的，如果他做了很多很多偶尔有带过来的就把植物的劣质性状给恢复了。换句话说，如果是单系母系遗传，确实可以保证叶绿体和线粒体基因不复杂，很单纯，这样有利于细胞稳定。但是单亲遗传有一个遗传，如果叶绿体基因突变了怎么办？它将永远保持下去。这时候从花粉那边如果能够传过来一些正常的，却可以把这个有害的给替换了。像这样的实际上就是替换了这样的一个实验。这样一个实验很好的解释了被子植物中为什么有甜瓜那样的东西，它能够从父系传代叶绿体DNA这样的实验结果。

讲得有点多了，讲非孟德尔遗传讲得多了大家可能听得有点闷。我们回到植物性生活这个话题来，我们的孔老先生说过一句著名的话，叫做“食色，性也”，应该说的是动物或者人。如果以我们人为主体，我们来看植物的性生活的话，我觉得是不是可以说“性者，食色也”。什么意思呢？就是说植物性生活实际上为我们人类生活提供了粮食，提供了花，使得人类的生活更加丰富多彩，也使得人类可以生存及，为什么有那么多植物生殖生物学工作者会乐此不惫，也是因为这样，植物性生活涉及到好多好多环节，我今天因为时间问题说不完，某一个环节出不了问题就结不了籽。植物性生活也是结籽生物学，它和我们粮食生产是相关的。实际上植物性生活为我们提供了粮食，同时它的花为我们世界也增添了很多色彩，因此我们应该很好的感谢植物。

最后我把今天讲的内容大概给大家做一个小结。第一个，花是高等植物有性生殖的场所。第二个，花粉会长出花粉管，将精细胞送到卵细胞面前，第三个是被子植物是双受精，受精卵和中央细胞分裂形成胚和胚乳。刚才说了，在女生宿舍里面的卵细胞和精细胞结合以后它将来形成胚的，中央细胞和精细胞结合以后进行分裂最后形成胚乳。胚乳是什么东西？我们吃的大米里面的米粒就是胚乳，绝大多数作物里面我们吃的东西实际上是胚乳，胚乳里面富含淀粉。在双亲一方中，绝大多数为父方的线粒体或者质体DNA会在有性生活中被消除，导致线粒体中质体DNA单亲母系遗传，也就是所谓的非孟德尔遗传，非孟德尔遗传起源于真核生命形成初期，被子植物中出现了部分双亲或父亲遗传能够帮助被子植物克服现有NDA的突变。最后人类的完美生活需要植物的有性生殖。

非常感谢，我第一个需要感谢很多的科学研究工作者，我今天讲到的内容，除了我说明的以外，很多很多都不是我们实验室做的，我们从其他研究人员发表在论文里面或者发表在网络上面研究结果中截取了很多图片拿来给大家展示，我们没有办法一一感谢，就在这里一并致谢了。第二个是感谢科学松鼠会和重庆科技馆给我们提供这样一个机会来讨论植物的有性生殖。第三个，虽然这个内容对一些文科的同学来说可能有点陌生，但是非常感谢大家耐着性子来把这个报告听完，谢谢大家。

主持人：我想问问刚才说可能会听不懂的文科生有没有听懂，还可以吧，我觉得至少经过这个演讲我们能看到虽然植物不会说话，也不会求偶，但其实在他们世界有一个非常完整的世界，有很多故事在发生，下次你再看到花的时候就会意识到，花不光是有花瓣那么简单，那么绚丽的部分，把它剥开看里面也是丰富复杂的构化，想象一下它里面发生什么样的故事。

下面进入大家互动的阶段，请苏都老师坐下，我们有很多的机会可以提问，为了鼓励大家提问，我们准备了丰厚的奖品，大老远从北京运过来，其中有九本《百尾千叶》，我是其中的作者。我们还买了《发现之旅》，也是一本非常精美的书，《发现之旅》发完了之后还有精美的T恤等等礼品，反正今天希望大家能够尽兴的提问。

观众提问：首先谢谢科学松鼠会能来重庆，真的等这个时刻等了很久了。我想提问的也是刚才的内容，老师讲到植物是双受精，我想问一下另一个精细胞和中间细胞如果不能正常结合的话会发生什么样的事情呢？有没有比较有趣的例子可以说一下。

苏都莫日根：有的，因为另一个精细胞实际上和中央细胞融合产生一个融合受精中央细胞，这个中央细胞融合产生胚乳，是种子部分，将来植物发芽是要依靠这个胚乳。如果不能和这个中央细胞融合会造成中央细胞不再发育，停止发育。停止发育的话种子也是不可以形成的，胚的发育也会受影响。

观众提问：我想问一下胚乳的部分除了提供营养还提供其他的吗？

苏都莫日根：实际上在胚乳发育过程中能提供多大营养现在不知道，但是如果胚乳不发育会影响到胚的发展。

观众提问：老师我还想提一个问题。

主持人：后面的观众注意，一个人只能提一个问题，要给更多的机会。

观众提问：以前上高中的时候学光合作用就觉得很神奇，老师能不能谈一下最近光合作用比较有趣的发现，或者新进展。

苏都莫日根：光合作用不是我的专业。

主持人：我总结一下刚才的意思就是受精的时候其实植物是非常精细的调节，他们也不是傻子，如果受精失败了他就不会再进行后面引起其他的生化反映再发育成更多的东西，好的，下面一个问题。

观众提问：我想问一下老师对转基因有什么研究？现在有两种说法，转基因作物有的是提倡可以吃，有的说那个不好，我想问一下您对这个有什么看法？谢谢老师。

苏都莫日根：转基因虽然不是我的专业，但我也可以说一下我的个人的看法，但不代表正确的看法。实际上在我们实验室也进行转基因的操作，我们不是为了生产作物，而是为了进行转基因研究。所以在实验室里面转基因是生命基因研究组成必要部分，这是要做的。

就是说在我们食物里面或者我们吃穿行里面转基因是不是安全的？这个事情我是这么看，首先咱们现在投入市场上的这些东西有转基因，比如说转基因棉花它的转基因产物是在叶子里面表达，就是花丝里不表达，所以我们穿这个棉花应该说是放心的。第二个说法就是一些转基因大豆或者西红柿这样的吃的东西，通常不管是中国还是国际包括美国人现在他们转基因大豆也输入给中国，他们也吃，但他们一般比较慎重。他们吃的部分就像棉花一样通常转的基因不在吃的部分里面表达的才到大田里应用，吃的东西直接表达的东西到大田里应用是非常慎重的。比如说大豆转基因或许根本不在大豆种子里面，也许是在大豆的夹，美国人希望大豆成熟以后夹不要破掉，机械收割比较容易。这样他们进行转基因大豆育种，所以我们看转基因的时候要看它转的基因是在什么地方表达的，这是一个比较重要的事。

第二个事，我个人认为，目前就吃造成的转基因危险我觉得不是很大，除非是转成大片段的蛋白质它是不吸收的。如果从这个角度来讲，如果转基因是大片段的蛋白质，又不在我们直接吃的里面，即便是在吃的里面它也是需要消化了再吸收的。事实上人工的杂交也是一种转基因，它是把另外一个品种里面基因转到这里面，人类的转基因其实也不是说人类造的基因在转，实际上是把不同物品种中的基因在转。我把这里面一个基因转到那个里面，我觉得应该还是安全的，这是对人来说。

但是转基因存在一个很大的风险，真正意义上转基因的风险不是对人。我个人感觉，它有可能会对环境造成损坏。为什么呢？转基因操作过程中一定要筛选，我转基因操作过程中针对一千个细胞进行转基因，其实真正能转成基因的就一个，我要从长得一模一样的一千个细胞把这一个细胞挑出来，看是看不出来的，需要抗药性筛选，就是说转基因同时，比如说我转一个抗虫的基因，但我同时转一个抗生素的基因放在里面，将来抗虫的基因进去了，抗生素的基因也进去了。这一千个细胞我放在清洁素的培养基上培养，九百九十九死了，只有转基因活过来了。但是抗生素的这个基因就进入转基因棉花细胞里面了，将来棉花种在地上了长了根，收了棉花以后这个根会在土里面腐烂，腐烂这个过程中抗生素这部分基因片断会不会被其他微生物吸收。因为微生物是挺容易吸收外来基因片断的，我们高等生物不容易吸收。土壤中的其他微生物如果把抗生素的基因片断给吸收了以后就会出现超级土壤微生物，它就像现在有超级大肠杆菌，杀也杀不死它它，就是它对所有抗生素都有抗药性，杀不死它人就找死。微生物群会不会有一些菌获得了抗药性而使得它处于竞争强势，土壤微生物发生了变化，这样是生物链底端会发生变化，这样的变化是环境的威胁，我觉得比我们吃转基因食物来的威胁要大，我吃的威胁并不是那么大威胁。

主持人：所以转基因这个事情是特别复杂的东西，永远不能说只是这个生物和我这个生物交互简单的作用，我觉得刚才苏都老师说得非常保守，从我们这些做生物研究的人来讲，转基因是一件非常困难的事情，我想大多数人担心吃转基因作物影响到自己，也是单担心转的基因影响到自己，但是你想如果吃进植物的DNA那么容易跑进你体内了，没准现在已经变成一棵菜了，实际上这个DNA从不同物种之中经过消化系统再转到你身体是非常困难的事情。我以前在美国生活过很多年，刚才苏都老师提到美国很慎重，其实在美国在货架根本不会标什么是转基因食物，什么是非转基因食物，就是在他们认识里面，当你做成已经经过审核的生产过程来到这儿了，大家就没觉得它吃进去有风险性。

苏都莫日根：刘旸这句话我做说通俗一点，我们随便夹一筷子菜，不管是肉菜还是植物菜，嚼碎了之后不知道有多少基因，比如说你夹一筷子波菜，你就不知道有多少菠菜基因吃到你肚子里了。你吃一口动物的肉也一样，动物基因也被吃到肚子里面去了。实际上包括动物的蛋白质、核酸，包括小分子RA，现在说小分子RA可以吸收，但随便吃一口DNA不会大量进来，我们不会变成一棵菜，我觉得可以放心的吃。

主持人：我希望今天咱们的提问不要光停留在吃喝拉撒上面。

观众提问：现在有一些植物可以吃苍蝇，可以吃蚊子，它和动物可以说在这方面有一定的共同性，您是研究遗传的，我在想，会不会很久以前，植物和动物在进化方面有没有联系？第二个，以后和人植物在进化当中会不会有交叉点，有没有这样的研究？

苏都莫日根：我觉得这是特别有想象力的问题，植物有猪笼草可以捕获蚊子然后消化吸收，这种功能跟人类消化系统有好大的类似性。但是植物进化和动物的进化仅限于最初真核细胞形成的早期有共同的进化途径。之后植物除了线粒体以外，细胞里面又让进来一个男细菌，又进化出一些叶绿体，这样植物由叶绿体和线粒体走光合作用那一套，我坐在那里不动，靠光合作用。但是动物就不可以不动自养。这样从那分开以后就没有太多的结点。将来在动物进化过程中和植物进化中，如果是朝着复杂方向我们认作进化的话，很难想象动物和植物有结点。但是有些植物确实是它退化成动物了，或者说叫特化成动物了，比如说灭缘虫，既然叫虫人们认为是动物，但实际上它最初是植物的，它有叶绿体的痕迹，但是它退化得差不多了，但是虫灭缘虫里面可以分解到质体结构和质体DNA，它不叫进化它叫特化，它就变成动物。

主持人：为了让更多观众拿到礼品，下面不管是老师还是学生都要言简意赅，争取把奖品瓜分光。

观众提问：谢谢教授给我这个机会，我觉得您讲的一个观点貌似跟我们生物课上一个理论有点相悖了，刚才您在说俄国人做了一个豌豆变异的实验，它就是因为叶绿体变异而导致性状的变化，使它叶子的颜色变成黄色。这个变性的豌豆再跟正常豌豆进行杂交的时候，它出现了两种性状，既然它豌豆是自交的生物，所以它应该在第一代当中体现出一种性状。

苏都莫日根：我知道你的问题了，我把这个事情简略的回答一下，豌豆是自交的，你可能考虑的还是孟德尔遗传，我们这儿说的非孟德尔遗传。第一豌豆是自交是没错的，这个实验是把豌豆自己的雄蕊去掉，然后用野生的绿色的去授，人为的让它不产生自交的后代。豆科植物也是可以做杂交的，换句话说，就是早早把里面花蕊去掉以后，用另外植物做的。

主持人：这个我是有发言权的，做这个东西因为它是自发性的，特别不容易抓到时机，当你还觉得这个花还很嫩的时候，他们已经成型了。

苏都莫日根：但是豆科可以做，这是第一个。第二个，背景研究已经确证，这个黄色是因为叶绿体突变和核基因冲突产生的，而且后基因也证明恢复成绿色也恰恰是从花粉雄性途径上传递进来正常的好的DNA，这个是需要这么证明才能对那个现象予以解释。

主持人：穿橘黄色衣服的。

观众提问：谢谢桔子，我想问的问题是我看到教授有一张PPT上讲的袁隆平的杂交水稻，当时解释的是线粒体有问题导致的雄蕊不能发育，我想问一下，雄蕊不能发育这个现象是只有这一种原因吗？

苏都莫日根：雄蕊不能发育的话有各种层次上的，有花粉不长的有花药不长的，甚至花丝不长的，雄蕊不育有好多原因，就是说细胞核内好多原因也会造成雄性不育。但是在三系法里面用的雄性不育叫做细胞质雄性不育，细胞质雄性不育多半都是线粒体基因突变造成的。

观众提问：教授我想问一下植物它有没有双胞胎的情况？

苏都莫日根：有，确实有，就跟人一样，它发生的频率比较低，所以我们通常看不到，我们不是说买来的那种去掉了胚的大米，而是我们把水稻种子或者玉米种子几千几万那么去数，会发现有双胚现象，双胚现象实际上就是双胞胎。

主持人：刚才屏幕上有人问喝酸奶是不是会不会内共生，以前我在松鼠会网站上发表了一篇文章叫《到酸奶内部去看一看》，其实当时就是拿着一钵酸奶跑到苏都老师实验室看了一下，直接回答那个问题就是很多菌通过肠道到肠胃以后不能共生的，很短暂待在那儿，一排泄就走了。

观众提问：老师，您好，刚才提到父亲遗传对于基因突变的植物有好处，能否应用到所有基因突变植物当中呢？

苏都莫日根：不可以，基因突变是质体或者线粒体基因组突变，而且这个突变又自身无法恢复的情况下，父系传递可以使在进化过程中这个种群不消失，可能是这样的一个意义。但实际上有大量把突变恢复的机制，我们在这里没有时间讲，其实突变随时产生却又随时把它恢复的分子机制都是有的，我们不一定都要让植物去父系传递，父系遗传是进化过程中一流的一个东西，其实在这个时期我们没有意义让所有花粉都去传递父系的DNA，我是这么认为。

观众提问：谢谢老师，我想提一个问题，不开花不结果的植物是怎么传宗接代的？

苏都莫日根：这是一个挺好的问题，谢谢你。植物跟动物有一个很重要的特征区别，植物这种东西很容易插枝或者说克隆，就是说我们从树上揪一个树杈，插在土里面，浇点水，埋一埋，这个树杈就可能长出来，这个树没有开花也没有结果，但是我们插一插就能活，这是植物的特征。人就不行，把胳膊掰下来插在那里会死，但是植物很可能插在那里就能活，这在专业上叫做营养繁殖，也叫无性繁殖。这种繁殖方式实际上在树木的育种里面非常重要，而且用得很多，杂交出一个好的来但是不推生。比如说我们吃的苹果，我们吃的苹果籽不会拿去种，这个苹果好大，这个品种真好，我弄几颗籽去种，种出来苹果又小又酸，它的优质性状会退化掉，这个优质性状只有靠嫁接和插枝。

主持人：对，其实全世界脐橙最早是从巴西的突变树上面弄下来的，由于要保持它的优良性状所以后面都是剪插。

观众提问：我想问一下冬虫夏草菌类如果到其他类虫子上面是不是可以成长？

苏都莫日根：它有一定的选择性，有一定的特异性。但是在别的虫子上，在近源的虫子上有长的可能性。

观众提问：效果会不会跟冬虫夏草的效果一样呢。

苏都莫日根：这个就不知道了。

主持人：要做生物实验去测试一下。

观众提问：苏教授，你好，你幻灯片开始的时候有植物的结构，有花柱、花蕊这些，我想到我看《人与自然》看嘴唇很长的那种鸟，我想问一下花的结构，比如说花柱或者花冠跟花的传粉受精会不会也有关系？

苏都莫日根：有关系，我那会儿说了，在传粉过程中昆虫会当媒婆的作用，风也会做。但是有些花的结构特征就保证，比如说雌蕊长得很长，伸出去很远，雄蕊特别短，这样的话自己雄蕊花粉就不容易传到柱头上，这样的结构更利于异花授粉。蜜蜂套到这下面套深入花粉的时候把另外花粉传到这个柱头上，所以如果讲花的结构和传粉又是好多好多故事的一个讲座。另外，有些花它柱头比较短，柱头成熟的时候往外长，雄蕊先成熟，拟南芥就是这样的植物，长一圈雄蕊，花粉都在那儿，雌蕊之前没有成熟，雌蕊成熟以后从中间环里面穿出去，穿出去的过程中就把花粉粘在柱头上，这种什么都不用传粉了，所以专门有传粉生物学这么一个领域，挺好玩的。

主持人：大家看桌上的花，其实他们传粉方式不一样，特别鲜艳特别大的，白色、红的往往是靠鸟。

观众提问：老师我想问一下，花瓣的数目遵从什么样的规律，是奇数数列还是什么？

苏都莫日根：花瓣数目是受受精调控的，花是怎么样形成的最近也有专门讲这块的故事，有一系列的一个家族的基因，就是说有一堆基因他们互相协同作用然后去决定这些花花瓣是什么，雄蕊是几个，雌蕊是几个，如果对这些基因进行操作，破坏或者是加强之类的，就会使一个花花瓣突然增多，或者好几个花瓣连成一块儿，或者产生一堆雄蕊，产生一堆雌蕊，这块有好多研究的理论。

主持人：我又做一个小广告，前段时间我写过的关于玫瑰花的里面提到，有一个花的模型叫AB模型，比如以前野生型玫瑰其实雄蕊非常多，花瓣就一层，但是为了观赏作用，把很多基因一调控，很多雄蕊就变成花瓣了。你刚才说到数字上的规律，其实没有这样宏观上的要遵从什么数列，但是如果你学一点分类学就会发现，咱们去看是有规律可循的，我专门去找过，这要看花是什么对称，两层对称也许是奇数，不是对称的也许是偶数。

观众提问：有没有五瓣的花？

苏都莫日根：有。

主持人：有，五瓣的很多。

观众提问：腊梅有几瓣花呢？

主持人：蔷薇科的花花瓣有很多变化。

观众提问：线粒体是30亿年前呼吸细菌进入细胞体的，我们是否可以理解为有限生殖过程中父母的线粒体在竞争导致一方致死？

苏都莫日根：竞争导致一方致死，他们受精融合到一个细胞里面，他们俩打架导致其中一个死是吧。

观众提问：对。

苏都莫日根：我不这样认为，他们的死实际上是细胞核来杀的，不是他们自己杀的。实际上是什么呢？如果要是从衣藻的研究结果来看的话，两个衣藻的胚子一结合，其中一个里面的线粒体DNA都消失掉，实际上是细胞核里面转入出一些DNA酶去切掉的，不是说他们俩竞争能量不够死了，我认为是细胞为了控制不让呼吸细菌强，他们进来互补的。比如我是一个缺左手的人，你是一个缺右手的人，咱们俩到一个屋子里左右手都有了，跟他打就打平了，他有左右手，我只有左手他有右手，我们跟他打就打平了，所以它不能让我们俩都留下，到了一个屋子里以后一定要让我们两个去掉一个，他是细胞核，咱俩是线粒体。

观众提问：感谢桔子终于看见我了，我从第一次举手到现在都被挤到边上边缘化了。我想问苏老师一个问题，刚刚桔子也讲到了鸟儿会喜欢白色，我以前看见过鸟会给红色的辣椒传粉，我想问蝴蝶和蜜蜂他们在传粉过程中会不会有各自的偏好？

苏都莫日根：有，但是我在这方面没有特别细致的研究，但是不同的花招不同的昆虫这是肯定的，比如说我们去捕蝴蝶也是，我们去捕蝴蝶的时候就会发现有一片花里面或者这山上现在杜鹃花开有特殊的蝴蝶，不可能在一个山上把所有蝴蝶都捕全了，也许换一个山马上又有另外的蝴蝶，就是说这些蝴蝶对花是有偏好的，蜜蜂也是如此。

主持人：其实深入植物世界看看，他们真的是一套特别并行宇宙，因为有的花上面花瓣咱们人感知到一些颜色，但是其实它本身长了一些反光或者什么的，在蜜蜂、蝴蝶眼睛里是不一样的，比如有的花会长出一条像通道一样形状的东西，其实是在指引花蕊在那里，那些在蜜蜂眼里看到就会往前面走。刚才我看到中间百合其实苍蝇非常喜欢，一直有一只苍蝇围着它转。

观众提问：教授，你好，首先我问一下俄罗斯科学家做的豌豆实验，它因为是非孟德尔遗传，所以说可以将一个成熟的正常的种子花粉移植在这里面，让它正常。如果一颗孟德尔种子遗传发生了变异怎么样恢复遗传，还有孟德尔遗传和非孟德尔遗传是不是仅局限于线粒体？

苏都莫日根：这是属于我没讲清楚，孟德尔遗传是仅讲细胞核基因的遗传就是孟德尔遗传，细胞核基因那么多他们遗传都符合孟德尔遗传规律。只有线粒体和叶绿体遗传基因规律不符合孟德尔遗传规律，细胞核基因都在染色体上，染色体会分裂排列组合，那个遗传规律是孟德尔遗传规律，线粒体、叶绿体里面基因不形成染色体，也不会排列组合，顶多就是参劾在一起，这头残得多占优势就是这头遗传，母系遗传压倒父系遗传，要不就是父系遗传压倒母系遗传，或者两头遗传，不符合排列组合的规律，也就是说线粒体和叶绿体遗传叫非孟德尔遗传，刚才讲的豌豆的实验用孟德尔遗传是不可以的，非孟德尔基因造成的症状孟德尔基因是管不着的。

观众提问：老师我就想问一下您刚才有讲到单亲母系遗传是为了保持植物的稳定性，父系会一部分的遗传会流转一种有害的突变，您刚才也提到了我们人类当中也有这样的线粒体病的存在，我想知道在您所了解的能不能通过父系遗传新的线粒体基因进去流转这种线粒体病呢？

苏都莫日根：是这样的，刚才说的单亲遗传有利于细胞稳定，有利于真核细胞的进化，这应该是说的真核细胞进化初期的事。初期有一个什么特点呢？呼吸细菌逐渐的把它的DNA转移给宿主细胞核，这个转移不是说一夜之间就转移充分了，是一点一点被剥夺出去的，它还具有相当DNA其他下，大量不同的线粒体就聚在一块儿以后会影响细胞的稳定。当真正到了高等植物、高等动物的时候，绝大部分线粒体基因组已经细胞核里面了，线粒体所剩的基因很少很少了，这时候线粒体基因聚集造成细胞核不稳定因素非常低了，比如说高等植物、高等动物如果有点父系的线粒体基因传过来会不会造成细胞核不稳定，这是不会的，这是第一个概念。

第二点，通过普通人类性生活有性生殖父系的线粒体DNA传到子代的很少的，比如说妈妈得了线粒体遗传病了，通过怎样的控制能不能让这孩子别遗传这线粒体病呢？正常的有性生殖是不可以的，传不过来，父系的线粒体基因传到子代几率是10的负4次方。

主持人：演化过程中要被动权衡利弊，到底是冒这个险让各种各样的基因杂进来好，还是以特别小的概率去拯救好，这个演化是比较被动的。

观众提问：教授您好，我想问一下，您说可能会有雄性不育，那会不会有雌性不育，您说高粱可以长到六米高，六米高的还是高粱吗，它吃了会不会对人体有影响？

苏都莫日根：既然有雄性不育的话就有雌性不育，实际上我说的有性生殖生物学研究好多就是研究为什么会有雄性不育，为什么会有雌性不育，为什么雌性很好，雄性很好，为什么胚胎不育，这里面有好多好多故事，雄性不育跟细胞质有关，但细胞核基因会造成雌性不育的，这是第一个。

第二个，刚才说的高粱的杂交优势，他们无论父亲和母亲是高粱，这个子代也是高粱，它也长那么高，这个杂交育种是人们为了它杆长高，它结的籽人们不大感兴趣，它结不了几颗籽，大量能量就去长杆了，人们希望把这个还是青的没有老的杆拿去做饲料，把绿的还没有老的就拿去做饲料，而且高粱杆里面含糖很高。育种有各种各样的育种目标，所以不同育种目标组合方式都不一样，这些育种学家就进行各种各样尝试。

主持人：这些种出来不只是给人吃的，还有做生物种燃料的。

观众提问：老师，我想问一下动物有没有同性恋？

主持人：我刚写过一篇关于同性恋的文章，在松鼠会网站。

苏都莫日根：动物是有同性恋的，人就是动物，人就有同性恋。

主持人：大家请搜索‘’科学松鼠会《基因永流传》‘’。

苏都莫日根：当然它不把它作为一个同性恋基因，有一个科学研究工作者发现果蝇的某一个基因如果破坏了，敲除了，这个果蝇就倾向于找同性。就是说同性恋不仅仅是一个行为的问题，很可能有基因的背景或者分子的背景。实际上敲出果蝇一个基因，使得果蝇它更倾向于找同性，所以动物里应该除了人类以外还有同性恋。

观众提问：我就想问一个问题，今天讲的都是同一种植物的线粒体进入细胞，我想如果把南瓜的线粒体塞到水稻里面去会不会得到像一颗南瓜那么大的米呢？

苏都莫日根：这个是不可以的，实际上是这样的，线粒体这种东西它并不独自干活，它要配合细胞核干活，比如说我们举一个例子，如果是一辆汽车，组装一辆汽车的话，这汽车99%的零件都是由细胞核来生产的，但是就有个别的零件是由另外一个工厂生产的，这个工厂生产的零件1%，比如说有一个轱辘是由线粒体生产的。没有装上这个轱辘汽车不可以走，但是光有这个轱辘就不是汽车。你刚才举的是水稻，水稻细胞核生产的汽车和水稻线粒体生产的轱辘他们俩是配套的，如果另外一个植物细胞核只和它的线粒体生产是配套的。如果要是给它拆散了，把另外一种植物的线粒体比如说用注射方式注射到另一个植物里面，两种东西不配套，这个汽车最后缺件，不能走，这个植物就会白化，就不能生长。白化有可能是线粒体错配也会造成白化，叶绿体功能错配也会造成白化甚至有一些细胞核基因突变也会造成白化。

主持人：刚才你说像南瓜那么大的米粒，真的能把线粒体转过进去，未必基因的大小也是由线粒体控制和决定的。

观众提问：我前几年在一个杂志上看到一篇资料，英国用牛的精子和番茄进行杂交，最后生长出来的番茄既有牛的营养价值，也有番茄的营养价值，今后我们能不能达到这个目的？

苏都莫日根：我好象看到过，不是杂交，好象是做的细胞融合。在世界上也这样，曾经有过这样一段时间，我大学毕业以后，我老师想把我送到国外去学细胞融合，为什么要学细胞融合？那时候好多搞事物的人都想做细胞融合。为什么呢？正如刚才这位大哥说的，最初细胞没有想到跟牛的融合，只想到西红柿和土豆是不是可以融合，土豆和西红柿融合生出一种植物出来，上面结西红柿，下面长土豆，那生产效率提高了一倍。这个工作实际上是做了的，全世界好多人做这种融合，做出来结果是什么大家知道吗？上面是土豆的叶，下面是西红柿的根，什么都不结了，就是说违反了生物的规律，它没有那么多能量，能量代谢平衡不了就不会形成。最后那么多人做了尝试，最后西红柿和土豆确实融合成功，而且植物成功，但是没有结果。牛和西红柿融合也是一样的，我们最初国家863计划里面还有一个课题，就是把人体必须的氨基酸放在土豆里面表达，人需要一些动物氨基酸的，这个动物氨基酸植物里面没有，我们很多农村老百姓会不会缺人体某种氨基酸，他们吃不上肉，他们吃土豆好了，我们把人体氨基酸在土豆里面表达，让他们吃土豆就行了，我觉得这完全是傻课题。这样的话实际上有可能有氨基酸在土豆里面表达，但是有可能拿土豆养点鸡什么的，吃一口鸡蛋等于你吃一车土豆所获取的人体氨基酸。所以，用牛肉的细胞和植物细胞进行融合，最后似乎检测到刚才融合子代细胞里面有一些牛细胞的氨基酸或者表达产物，但是这个绝对不能作为食物，将来也不可以做出一种植物来吃的西红柿有牛肉味的，这个就目前知识来看是不大可能的。

观众提问：教授您好，我想问一个问题，是不是一个人长成熟了之后，如果在他基因上面修改一下，他性状会不会改变呢？

苏都莫日根：你实际上可能问了一个干细胞的问题，实际上所谓的克隆动物是用一个成熟了分化了的细胞放到一个受精卵里，最后可以去分化形成干细胞，最后形成胚胎甚至于克隆出人来。理论上来说，随着克隆动物成功，成熟了已分化的细胞可以逐渐去分化，现在这个已经成功了，但并不代表目前所有已分化目标都可以很容易分化，只但少一部分细胞是可以去分化的。

观众提问：你能不能大概举一些哪些成熟分化不能再分化。

苏都莫日根：这是动物干细胞方面的研究，我知道有一些细胞是可以去分化的。

观众提问：教授我就想问一下有一些花和昆虫是类似于相对的，我想问一下，动物在帮助花传粉的时候会不会对这个花施加一些什么影响，比如说会分泌一些东西，会让这个花长得更长或者什么的？动物对花有没有一些影响？

观众提问：因为您刚刚上了特定的昆虫会给特定的花授粉，它有特别的偏好，在这个特别偏好授粉过程中对这两个雌雄的授粉过程会不会参考催化剂或者酶之类东西来促进它结合成功呢？

苏都莫日根：我理解这个问题实际上是很长筒的花，给长筒的花授粉可能是很长嘴的蜂鸟，就是说好象长嘴的蜂鸟可能是因为花筒长我才长得嘴长的。花不是因为有嘴长的蜂鸟我才长得长筒。实际上这方面我也不是专家，但我感觉它存在共进化的过程。实际上他们是相互依存的共进化的过程。如果长筒花直接需要蜂鸟进行授粉，这个蜂鸟灭绝了，这个花是会灭绝的，这个植物如果没有别的动物去代替它的话是会灭绝的。有些专一的，绝大多数花授粉不依赖特别专一的昆虫，差不多类别昆虫都可以。特别专一的花对特别专一的动物实际上他们是共进化的过程。

主持人：可以这么想，如果不是共进化的话，这个花就活不成了。现在还有在做的研究是，比如说兰花是花里面变化特别多的，有时候和昆虫之间有一种竞争，自己弄一个欺骗形式长成什么样骗蜜蜂过来传粉，最后给它什么样好处，给它点花蜜。但是蜜蜂出现了突变，特别容易得到花蜜了，花觉得好亏，我自己的目的也没有达到，然后自己又突然出现突变，让它给出东西难度稍微大一点，这种互相切磋一直在发生的，尤其是在兰科变化特别大。

观众提问：老师你好，桔子你好，我是文科生毕业的，我终于想到了一个问题，在一片花海，您采了一个植物，把它掐了，放到一个营养液里面它还能长，那样的时候它会不会受精，它会不会在想，我还可以以后变成种子，结果过一会儿它死了，就是说它可不可以有那个过程还在？

主持人：她的意思是已经掐出来的花，受应过程和结籽过程还可不可以继续？

苏都莫日根：当然可以，只要这个花枝条里面还有一些营养，叶子里面还有一些营养，特别你要说说的如果放到培养基上面去的话当然可以，我们实际上经常在实验室里面经常把花切出来放到培养基上面培养发育。

主持人：植物是非常顽强、独立的，上面有很多提供营养的部件。

观众提问：苏教授好，桔子好，有点紧张了。以前您讲到精子自己把自己线粒体干掉了，是当时我们生物老师讲的精子把线粒体干掉是为了节省它自己的能量，它能够更好的进入到卵细胞里面去，就是说它干掉自己的线粒体只是为了让它自己更轻更快，这种说法存在吗？

苏都莫日根：这个有可能，这个说法有一定的道理，因为精细胞要运动，运动不能特别庞大，如果特别臃肿不利于运动，所以动物的精细胞是越变越小，越变越灵活，线粒体也会消失。就是在动物精细胞分化过程中，线粒体数量在减少，这是有利于精细胞扔掉包袱的，这是肯定的。但是扔掉包袱并不等于需要扔带DNA，就是说DNA对于它来说未必是很沉重的包袱。换句话说，植物细胞也干掉自己的线粒体DNA，但是植物细胞根本不需要运动，花粉管把两个花粉直接送进去受精的，它也要自杀，那就说明自杀这件事不仅仅是为了运动减轻压力，或者运动必须把DNA杀掉，好象没有直接的必然性。但是减少细胞体积是有利于运动的，这一点我同意。

观众提问：我也是文科生，刚刚我也是绞尽脑汁想一点问题出来，花好像是雌雄同株。

苏都莫日根：有雌雄同株。

观众提问：它雌雄同株，在一朵花上就可以完全传宗接代吗？

苏都莫日根：对。

观众提问：像蜜蜂在这花上有了花粉之后，它又到了另一株花粉上面，这样花传宗接代的质量会不会比较高一点？

苏都莫日根：别看是文科生，但是问了一个特专业的问题，实际上我们今天讲座里面没来得及给大家涉及这个问题，有些植物是通过想尽了本身要自花授粉，有的植物想尽办法不要自花授粉，这时候他花授粉是他花授粉的高招，自花授粉是自花授粉的高中，从理论上两讲，他花授粉更容易获得植物多样性，这种时候下由昆虫来把隔壁的花传过来是有好处的，当然有些植物他想尽办法让自己的花粉即使是蜜蜂落到身上或者传过来它也不萌发，就是说花柱头上进行识别，我只要隔壁的花才能萌发，有这样的机制，他花授粉通过这样的机制就保证了从他柱头上长进去的花粉至少是隔壁的花或者隔壁束的花，这样可能会避免近亲，我们所说的近亲遗传。但是也有的植物，像豆科植物就是壁花授粉，在进化途中壁花授粉一定给它带来了什么好处，至于这种好处我们现在并不知道。

观众提问：我是创新学院的学员，我想问一个比较异想天开的问题，在人工条件下把两个品种的精细胞放到同一个卵细胞中它会有什么结果？

苏都莫日根：卵细胞只接受一个精细胞，它接受了一个精细胞就不再接受第二个精细胞了，无论是植物还是动物都是这样的，特别是动物，哺乳动物一次性生活有三亿个精细胞一起朝着卵细胞方向游，游到卵细胞表面的时候大家开始钻孔，同时在钻的可能也有几百个上千个，最初的一个把这个孔打通了，精细胞往里面钻瞬间，卵细胞的膜进行垫位的分布，其他的精细胞就再也没有机会了，精细胞钻孔行动就停止了，就是说卵细胞只接受一个精细胞，不接受多精入卵，有这样的机制，植物也是如此。我们观察了好多双受精的现象，没有发现有两个精细胞都进入一个卵细胞了，总是进入一个卵细胞，进入一个中央细胞，有的时候这个双受精都完成了，又有花粉带着精细胞过来，但是进来以后就在里面游来游去，受了精的卵细胞就成长。

观众提问：老师我想问一下你讲课的时候说到单亲遗传，您说的甜瓜现在是父系的，很多都是母系的，父系的除了甜瓜以外还有什么植物也是这种吗？

苏都莫日根：线粒体DNA纯父系遗传现在只有发现的甜瓜，还有从父系贡献一部分的有一个植物叫天竺葵，这是线粒体。但是叶绿体的父系遗传例子就比较多。

观众提问：刚才讲的这个只是针对于线粒体的。

苏都莫日根：实际上甜瓜的叶绿体是母系遗传的。

观众提问：苏老师，你刚才讲了袁隆平的杂交水稻，也讲了俄罗斯科学家的黄色叶子的豌豆，那如果把袁隆平的杂交水稻和俄罗斯的黄色叶子豌豆杂交在一起那该是什么呢？

苏都莫日根：这个想法更有创造力，但是咱们有句话叫做种瓜得瓜，种豆得豆，豌豆杂交得豌豆，水稻杂交得水稻，现在水稻和豌豆杂交还没有成功。

观众提问：桔子姐姐你好，刚才已经发了很多微博了，虽然现在没有奖品了，但是我们还是要问，因为你的奖品我们南开每个班都有。我想问一下关于花色遗传的问题，它一般分为母系影响和遗传制的影响，这个对花色遗传的问题来说有没有什么规律？

苏都莫日根：花色遗传多半情况下不是非孟德尔遗传的，花色的遗传多半是受细胞核的影响，是细胞核基因决定的，它也比较复杂，花色实际上是花青素里面PH等等决定的花色，还有转作子的变化会影响花瓣上面颜色各种分布，这个比较复杂，是一个比较难的课题，在这儿一两句话是说不清楚的，如果有兴趣的话我可以帮你找找。

观众提问：我是一个文科男，我想问一下非孟德尔遗传对生物进展有很大的推动作用，那对人类遗传研究有什么借鉴意义呢？

苏都莫日根：应该说非孟德尔遗传，就是说单亲遗传对生命从元核走向真核起了关键作用，就是说目前高等动物和植物里面它的作用就不像当时作用那么大，现在只是遗留了母系遗传的方式。我换一个方式回答这位同学的问题，可以这么说，我希望通过这节课同学们在认识到遗传性状除了由细胞核基因决定以外，还有一些由线粒体和叶绿体基因决定，尽管他们很少。我们过去比如说做克隆动物，我们克隆动物的时候其实没有考虑线粒体DNA的，我们实际上只考虑了细胞核，我们把多利羊同本的细胞核放到一个黑色的绵阳卵细胞里面去，那实际上克隆出来的动物完全等同于它克隆本吗？不等同，细胞核是一样的，但细胞质是不一样的，它是黑羊的线粒体在那里。偏偏黑羊得亏黑羊没有线粒体病，不然的话，克隆的黑羊出来还带线粒体病。就是说好多过去研究科学家们没有注意到线粒体，他们对线粒体注意不到，老是想不到线粒体还有点东西呢。实际上随着线粒体病人们发现线粒体遗传以及线粒体作用逐渐被人们重视起来了，至于线粒体病怎么治现在还在研究中。

观众提问：我问如果一个植物的花粉被传递到了另外一个植物上，这两个植物不相同的话，那么那个植物会不会吸收呢？

苏都莫日根：这个是一个特别好的问题，这显然是琢磨过的，这个问题显然是动过脑筋的。多半情况是不会吸收的，刚才说了花粉和柱头他们之间要认识才行，你来了以后，比如说你是一个花粉，我是一个柱头，你过来之后，我说你是谁啊，你说你是谁，我说咱俩认识吗，你说我这有什么东西你看看，你过去给我一名片，我说不认识，你把名片拿出来，咱俩握手，咱俩成好朋友，就是说他们之间要进行对话的。这种对话保证了一些花粉保证了一些不是自己的花粉不在自己柱头上萌发，也保证了一些跟本元无关的花粉在自己花柱上萌发。换句话说，两种完全不同的植物，比如说是一种高粱，一种是玉米，高粱的花粉落到玉米的柱头上会不会杂交产生高粱玉米这种植物，不会的，因为它的花粉就不会萌发，有这样的机制，我不认识你，你也拿不出来我认识你的证据，最后咱俩还是不认识，算了吧，单俩还是做好朋友吧。

主持人：刚才苏都老师提到一个概念，就是营养繁殖，比如说剪插，如果实在想把两个性状弄在一块儿，比如有什么水果，那就用嫁接的方式繁殖。

观众提问：老师您好，我今天在这里想问一个比较大一点的问题，我们知道，生物学是前沿科学及其重要的组成部分之一，您作为一个科学研究者，可不可以对生物学今后发展方向，或者您所研究的专业今后的发展方向谈谈您的展望？

苏都莫日根：如果说大的话，其实前几年我们的媒体倒也并没说错，实际上21世纪人类面临了三个大的问题，一个是健康问题，一个是环境问题，一个是粮食问题，这三个问题实际上都跟生命科学有关，所以生命科学在今后相当一段时间里面，它本身也是一个发展中的科学，在相当一段时间里面它一定会对人类有大的更多贡献，当然我们不能说传统学科少，但是人类面临的问题都跟生命科学有关，所以我觉得生命科学是大有可为的这么一门学科，这一点是没错的。

但是我也注意到高考这些年生命学科的分数又在开始下降，这个我也注意到了，这并不是说因为生命学科本身的重要性在下降，不是这样的，实际上是我们国家的一些生命科学产业相对于先进发达国家来说我们还做得不多，就是说我们生命科学学生就业培养得太多对他们就业考虑得太少，换句话说生命科学就业的岗位比学生要少一些，这样的话，造成学生命科学的学生人数会过量，这样我们会下降一点点。但是生命科学在未来比如说在健康这块干细胞它的研究充满着幻想，人们现在对干细胞研究充满着很多很多想法，甚至于能够把癌症治疗掉，甚至于可以治疗好多好多人类的衰老、癌症等等病都可以通过干细胞进行治疗，农业方面也有很多，比如说生殖生物学突破会给农业带来很大发展，环境也如此。所以，我觉得生命科学还是一个非常活跃的学科，今后值得大家关注和从事。

主持人：由于时间关系，非常对不起大家，我必须要在这里刹住了，我觉得如果今天走出这个讲坛那些科学细节大家不记得也没关系，但一定要记得今天这场讲座带给大家你们以前没有意识到的被隐藏在花的内部美丽的世界。我们的主办方希望在活动结束之后大家出去照相，门口还安置了一个闲置好书去旅行的项目，是科学松鼠会科学一课的保留项目，就是考虑到很多书大家看了很喜欢，但是留在那儿很多年不会去看了，我们就办了一个闲置好书去旅行的项目，是基于说你愿意把这本书分享给身边陌生人。最后为了让我们活动越来越好，其实我们也希望多多来重庆，重庆这么美，对吧！希望大家把刚开始进场的时候收到的反馈问卷交给我们，前期在报名的时候大家给了我们你们的邮箱，在回去以后我们会发一份更详细调查问卷给大家，希望各位配合我们填一下反馈。

希望大家过一个愉快的周末，谢谢！