植物遗传育种论文题目
1965年夏天的一个傍晚,捷克布尔诺摩拉维亚的一座教堂里,举行了一场盛大的纪念大会。参加这次纪念会的大部分人都不是基督徒,而是应捷克科学院的邀请,来自世界各地的遗传学家。他们怀着崇敬和惋惜的心情,纪念一位为遗传学奠定基础的伟大生物学家,他的成就被埋没了35年。他是格雷戈尔·孟德尔神父。1965是他的研究成果发表一百周年。
孟德尔本人
孟德尔(G.J.Mendel,1822-1884)出生于奥地利Moyavia的Heinshendorf村。今天,这个地方是捷克共和国的海因西斯村。孟德尔的父亲是农民,他喜欢种花。因此,孟德尔从小就对园艺产生了兴趣。这可能是这位科学家在豌豆实验中成名的最初机会。
孟德尔的童年不仅平凡,还有点苦。整个小学可以说是在饥饱中走完的。高中毕业后,我主要用姐姐准备嫁妆的钱在奥姆兹学院学习哲学。21岁的孟德尔大学毕业后,在老师的建议下,在埃尔特布朗的奥古斯丁修道院当了和尚,取了一个教名Grigo。25年后,他被选为修道院的院长。
如果说孟德尔的童年是在贫困中度过的,那么孟德尔这个年轻人则经历了人生的起起落落。孟德尔不满足于修道院僧侣单调乏味的生活,在布尔诺的一所实验学校担任代课老师。他两次申请成为全职教师,但都通过了孙山的考试。尤其令人气愤的是,在第二次考试中,考官是这样评价他的试卷的:“这份试卷让我们觉得这个学生连当小学老师都不够格。”在此期间,他还参加了维也纳大学的植物生理学、数学和物理学课程。
勤奋好学、勇于进取的孟德尔,考试失利,在修道院花园从事植物杂交研究。他的作品只有一小部分已经出版。除了让他死后名声大噪的植物杂交实验(1865),还有人工授粉的木槿杂交(1870)和6月气旋18+03 (18)
孟德尔的晚年可以说是在阴郁的云雾中度过的。他孤身一人,没有妻子,没有孩子,只剩下他一个人。他还因拒绝支付当局对寺院征收的税款而与当局陷入僵局。学术野心得不到回报,愤懑自命不凡的孟德尔终于在1884年6月6日因肾炎去世,享年62岁。当人们哀悼这位可怜的年轻人,这位中年研究成果受到冷落,晚年孤独而痛苦的人时,没有人想到他是一位在科学史上留下杰出篇章的伟大科学家。
孟德尔的成就
孟德尔开始研究植物杂交,用的实验材料是豌豆。他选择了22个豌豆品种,根据种子圆形或皱缩,子叶黄色或绿色等特点。豌豆分为7对相关性状。然后根据一对相对性状和两对相对性状分别进行杂交实验,得到如下一些结果。
一对相关性状的杂交试验孟德尔通过人工授粉使高豌豆和矮豌豆杂交。第一代杂种(后代1)都是高茎的。通过自花授粉(自花授粉),他从后代1的杂种中产生了后代。结果第二代豌豆3/4高,1/4矮,比例为3: 1。孟德尔还对另外6对相对性状进行了上述实验,结果在第二代获得了3: 1的性状分离比。
两对相关性状的杂交实验孟德尔用两对相关性状的豌豆做了杂交实验。结果表明,黄轮豌豆与绿皱豌豆杂交后,1代为黄轮豌豆。自花授粉第二代1出现了四种类型的种子。556粒种子中,黄圆、绿圆、黄皱、绿皱种子的比例为9: 3: 3: 1。
通过以上实验材料,孟德尔巧妙地推导出以下遗传学原理。
1.分离现象。孟德尔假设高豌豆的茎是高的,因为它是由高豌豆的遗传因子(DD)控制的。同样,矮豌豆的矮秆也是由一个矮秆遗传因子(dd)控制的。杂交后,后代1的因子为Dd。因为D是性因素,D是隐性因素,所以1的后代都表现出高茎。子代1自交后,雌雄配子的D和D随机组合,所以理论上,子代1应该有大致相同数量的四种组合类型:d D,dD,Dd。因为显性和隐性的关系,身高身高比是3: 1。根据这些事实,孟德尔得出结论:虽然不同的遗传因子在细胞中相互结合,但不是相互混合,而是相互独立,可以相互分离的。后人将这一发现称为分离现象。
2.自由组合定律。对于工具
两个相对性状的豌豆杂交也可以用上述原理解释。如果黄色圆形种子的因子是yy和rr,绿色皱皮种子的因子是YY和RR。两个配子杂交后,后代1就是YyRr。因为Y和R为显性,Y和R为隐性,所以后代1为黄色。自交后,它们的后代将有16个个体和9个因子类型。因为显性和隐性的关系,在外形上有黄圈、绿圈、黄皱、绿皱四种类型,比例为9:3:3;1。基于此,孟德尔发现植物杂交中不同遗传因子的组合服从排列组合规律,被后人称为自由组合规律。
孟德尔的发现被埋葬了。
从1856开始,孟德尔得到了上述两个定律,经过八次精研,写出了题为《植物杂交的实验》的论文。在好友Nessel(气象学家)的鼓励和支持下,他在1865年2月8日和3月8日召开的布尔诺学会自然科学研究会议上报告了这篇论文。与会者饶有兴趣地听他的报告,但很可能不理解其内容。因为没人提问,也没人讨论。但是这篇论文发表在自己的期刊《布尔诺自然科学研究学会会刊》1866上。
人们一度认为孟德尔的工作被埋没是因为学术信息闭塞,交流不广,人们不了解他的工作。经过调查,我才知道事实并非如此。原来学会至少有120个协会或学会研究会交流信息。刊登蒙文的杂志发出了115份。其中地方单位12个,柏林8个,维也纳6个,美国4个,英国2个(皇家学会和林奈学会)。孟德尔本人也寄出了论文的印刷本。到现在为止,至少有五个人知道他的工作。第一个是内格里。他是19世纪著名的植物学家。他的研究促进了解剖学、生理学、分类学和进化论的发展。在植物学方面,他是鹅绒藤属的权威。孟德尔不仅把他的论文寄给了他,还给他写了一封长信进一步解释。第二个是a .切尔纳。他曾经是因斯布鲁克的教授和维也纳植物园的主任。第三位是植物学教授h·霍夫曼。第四位是威廉·奥尔勃斯·福格,他是植物杂交方面的权威。第五位是俄罗斯的施马尔豪森。但是出版物和论文都像石头一样,没有明显的反应。就这样,孟德尔划时代的发现,奠定了遗传学的基础,被当代人忽视和遗忘,被埋没了35年。
1900对孟德尔下葬后的成名意义重大。这一年,三个人几乎同时又做出了孟德尔的发现。第一个是Defree时期,他在1900年3月26日发表了一篇有孟德尔发现的论文。第二个人是科林斯,4月24日收到他的论文,1900。第三人是楚舍马克,收到他论文的时间是6月20日1900。也就是在这一年,他们也发现了孟德尔的论文。这时他们才意识到,他们的工作早在35年前就被孟德尔完成了。
孟德尔发现被埋没的原因分析
有许多生物历史学家。我对这个问题很感兴趣,也做过一些调查。但由于事情发生时间久远,有确凿证据的材料少之又少,尤其是与人的心理相关的生活资料更是难以获得。根据现有材料,作如下分析:
历史的局限性
孟德尔在1866年发表论文的时候,是达尔文《物种起源》的第七年。这一时期,世界各国的生物学家,尤其是著名的生物学家,都把兴趣转向了生物进化的问题,物种杂交的问题自然没有引起人们的重视。这一事实可能对孟德尔工作的命运起了更具决定性的作用。其次,由于历史条件的限制,当时学术资料还不能广泛上交。
流量也是一个原因。比如达尔文,他收集了更多关于杂交的资料,却从来没有读过孟德尔的论文。虽然有人说,即使达尔文看到了这一成果,也未必完全意识到它的意义。但是,这种推断的依据并不多。再比如Schmalhausen,他知道孟德尔在俄罗斯的工作。他最初在论文的历史部分添加了注释,并正确评价了孟德尔的工作。不幸的是,当弗洛拉在1875发表他的论文的译文时,为评价孟德尔的工作而添加的注释被删除了。这样就减少了后人了解孟德尔工作的机会。
我怀疑这是一个新发现。孟德尔发表他的新发现时,他只是一个普通的修道士。至于他对植物杂交的研究,只被视为“只是为了消遣,他的理论只是一个有魅力的懒人的唠叨。”的确,在一个专业学者眼里,他不是真正的生物学家。因为他既没有生物学专业,也没有博士或教授的头衔。所以他这种具有挑战性的发现,自然不容易被人相信。从看过他论文的少数人的反应和态度来看,忽视孟德尔的成就去怀疑甚至不相信他能有什么新的发现,是一个重要的原因。当时生物学家内格里最了解孟德尔。孟德尔一直和他关系密切,和他交往了七年。孟德尔经常和他交换种子。他也是第一个阅读蒙文的人。但正是因为他不仅没有正确理解孟德尔的工作,还提出了种种质疑和指责,成为这起令后人惋惜的科学灾难案的重要原因。现已发现,他看了孟德尔的论文后,在1866 12 31上回复了孟德尔。我们可以清楚地看到他是如何怀疑、指责甚至忽视孟的工作的。他在信中说:“我认为你用豌豆做的实验远未完成,但这仅仅是个开始。”.....这样一组能够为最重要的结论提供无可争辩的证明的实验,决不是已经在进行了。.....你计划在你的实验中包括其他植物,这很好。我相信你会得到和其他品种完全不同的结果(在遗传方面)。“他也怀疑3: 1的孟德尔法则。他举例说,“你应该把数量表达式仅仅看作是经验现象,因为它们无法被证明是合理的。".在内格里看来,“只有那些能够在最模糊的专业领域做出正确判断的人,才能探讨这个问题。“另一个知道孟德尔工作的A. Chelner,在收到孟德尔寄来的论文后,给孟德尔写了回信。但据切尔纳的助手说,孟德尔的论文从未在切尔纳的图书馆里被打开过。人们是否可以推断,在切尔纳眼里,孟德尔这样的无名小卒的文章,根本就是轻蔑的?
不理解其成就的意义。
孟德尔的发现本身,在某种程度上超越了当时流行的观念。当时传统的遗传学观点是融合遗传理论,孟德尔的思想是粒子遗传;其次,当时生物学领域的研究方法主要是定性的观察和实验,孟德尔采用的是定量的数理统计分析。所以,即使你仔细阅读了他的文章,如果你不能跳出传统的框框,你也不一定能理解它的意义。比如h .霍夫曼不仅读过他的文章,还在自己的著作中有五处引用了孟德尔的文章,但现在看来,他要么没有引向重要的地方,要么是误解了。简而言之,他并没有真正理解孟德尔工作的意义。因此,在霍夫曼的书中,孟德尔的贡献被完全忽略了。福格也多次提到孟德尔的成就,但他说:“孟德尔所做的许多杂交的结果与奈特非常相似,但孟德尔认为他在各种杂交类型中找到了稳定的数量关系。”他否定的是孟德尔的成功,说明他根本不了解孟德尔发现的意义。他提到了孟德尔,但因为孟德尔是培育成植物杂种的,所以不得不提。
教训与启示
孟德尔发现这个病例已经一百多年了。今天,孟德尔在科学史上的地位和辉煌成就得到了充分的肯定,以他的成就为基础的遗传学也取得了辉煌的胜利。但是,我们不要忘记,忽视孟德尔的发现,代价是沉重的,可能会延缓生物学的发展。
已经拖了几十年了。难道我们不应该从中吸取教训,找出前车之鉴的启发性道理,以便以后不犯或少犯类似的错误吗?
警惕传统观念的束缚
有人认为孟德尔的发现为时过早,超出了时代的认识水平,因此被埋没在所难免。但我们认为孟德尔的发现不被理解,被埋没,主要是因为传统观念的束缚。原因是孟德尔的题目已经摆在人们面前了。至少有些人的工作接近孟德尔的结论(见《遗传学史》第126-138页,第189页),甚至包括号称* * *,在金鱼草上做的杂交实验,离孟德尔的结论只有一小步。这充分说明孟德尔的发现绝不是偶然的早产儿,而是成熟的历史条件。上述人士和读过孟德尔论文的人之所以没有得出孟德尔结论,没有意识到其意义,主要是因为他们没有突破传统观念的束缚,没有跳出传统定性方法的束缚。而孟德尔的成功,正因为他较少刻板印象,才有可能突破当时流行的研究方法。