杂交是一项历史悠久的育种活动，能够利用杂交优势获得具有良好农业性状的植株。但是杂交后产生的F1代通常性状良好，然而其自交产生的下一代则良莠不齐，究其原因，就是因为在减数分裂和受精过程中，发生了性状分离，使得杂合体的优良性状不能完整的遗传给下一代。因此，对于杂交作物必须年年制种——尤其对于水稻这种自花授粉的作物来说，制种是比较繁琐和困难的。袁隆平的贡献也正是发明了较为高效的杂交水稻制种法。
那么，有没有可能让杂交水稻通过克隆的方法来维持性状呢？理论上是可行的，但是通常植物的克隆操作涉及到组织培养，这是一个更耗时费力的过程，用在水稻上得不偿失。最好的方式是，让杂交水稻能自身通过无性繁殖产生种子，这些无性繁殖产生的种子，就能保持杂交水稻的性状，并且不用费时费力去制种了。想法虽好，但是要实现必须克服两个难题：
1 要能留种，胚是必须要发育的。然而通常情况下，胚的发育是需要受精过程的。所以必须想办法绕过受精，让卵在未受精状态下就能发育。
2形成卵细胞要经过减数分裂，而减数分裂就会造成同源基因的分离和重组。因此必须想办法绕过减数分裂。
幸好，科学家们找到了解决的方法。科学家们发现，其实在受精后胚珠的发育，其实是依靠一个基因BBM1（baby boom1，名字很形象）的激发的。有意思的是，在花粉精子中BBM1是有表达活性的，而在未受精的卵细胞中BBM1则不表达。在自然条件下，花粉精子中的BBM1表达产物，在受精后会激活卵子BBM1的表达，从而开启胚发育的过程。可见，BBM1的存在，其实是植物控制“胚发育一定要在受精后进行”的保险措施。
那么这就简单了，通过转基因以及基因编辑手段，科学家们让卵细胞中的BBM1直接就能表达，那么这个时候，不需要受精过程的发生，卵细胞就能发育成胚——也就是幼小的植株。
不过要注意，卵细胞是单倍体细胞，即使它能够绕过受精过程发育成胚，产生的植株也是单倍体，因此必须还要绕过减数分裂这个难关。好在，科学家们发现，只要利用基因编辑技术敲除水稻中的三个减数分裂相关基因，就能让水稻的生殖原细胞的减数分裂变成有丝分裂——这个过程被称为MiMe，取的是两种分裂英文名的词头。通过这一过程，卵原细胞在形成卵子的时候，不会发生重组和同源染色体分离，同时维持二倍体倍性。
因此，将改变BBM1表达模式改变和MiMe技术结合起来，所产生带有S-Apo（合成性单性生殖）特性的杂交水稻，就可以利用这种类似无性繁殖的过程来产生种子，从而维持其杂种优势的特性。这一结果可以说是科学家们追求了20多年的目标。
参考资料：Imtiyaz Khanday, Debra Skinner, Bing Yang, Raphael Mercier & Venkatesan Sundaresan,A male-expressed rice embryogenic trigger redirected for asexual propagation through seeds,Nature（2018）
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文 / 飞雪之灵
