杂交种子

当同一物种的两个遗传上不同的亲本进行异花授粉时，就产生了杂种。在授粉过程中，雄性的花粉使雌性卵巢的配子受精，产生后代种子。雄性和雌性植物的遗传物质结合在一起形成了第一代杂交种子。

本质上：

开花植物已经进化出各种机制，以产生具有不同遗传特性的后代，从而在不断变化的环境中获得更大的生存机会。

雌雄同体是单性花（与雌雄同体相反）的出现。雌雄异株植物在不同的植物上有雌雄同株的花（与雌雄同株植物相反，雌雄同株植物在同一植物上有雌雄同株的花）。这迫使异花授粉发生。

二歧是花药和柱头成熟度的时间差异（雄性和雌性生殖植物**分别），再次鼓励异花授粉。前雄蕊是指花药在柱头接受之前开裂（成熟），而雌雄同体则可能被视为相反的情况。

自交不亲和（来自同一植株的花粉被拒）和herkogamy（花药和柱头的空间分离）确保了避免自交受精。

自交不亲和分为异态和同态两种类型。具有二花柱（2种花）或三花柱（3种花）异形花的植物，在每种类型之间表现出明显的生殖结构差异。由于柱头和花柱高度不同，只有不同类型的花才适合授粉。同形花，虽然形态相同（外观上），有基因控制的相容性。花粉和胚珠（雌配子）之间的遗传相似性越高，就越有可能不适合受精

商业用途：

虽然杂交在自然界中是自然发生的，但它可以由植物育种家控制，以培育出具有商业上理想的性状组合的植物。例如对病虫害、**、化学品和环境胁迫（如干旱和霜冻）的抗性，以及产量、外观和营养状况的改善。

杂交种是在低技术环境下生产的，如覆盖的农田或温室。新作物只作为杂交种存在的例子包括油菜、葡萄柚、甜玉米、哈密瓜、无籽西瓜、甜橙、克莱门汀、杏和普鲁特[美国在20世纪20年代研究了杂交作物，到了20世纪30年代，杂交玉米得到了广泛的应用

杂交起源于19世纪中期查尔斯达尔文和孟德尔的理论。农民采用的第一种方法是玉米去籽法，即将玉米母株的花粉移开并种植在父株之间，确保只从父株花粉中授粉。因此，从母株收获的种子是杂交种。人工切除植物的雄***结构，称为手部**。

性别改良是农民为指导植物育种而采用的另一种方法。性表达可以通过改变植物营养、光照和温度以及植物激素等因素来控制。植物激素，如生长素、乙醚、二庚酮、细胞分裂素和油菜素类固醇，以及低温，会导致**性别表达的转变。激素治疗的赤霉素，硝酸银和pthalimide，以及高温，往往有利于**。我

专利和经济问题

F1代是一个独特的品种，当与自己的一代杂交产生F2系列时，将产生具有新的、随机的亲本DNA遗传组合的植物。由于这个原因，F1种子给了他们的生产者专利权，因为同样的种子必须每年购买种植。

虽然杂交种子是有益的，但在发展中国家使用起来太贵了，因为种子的成本加上施肥和施用杀虫剂需要昂贵的机器。绿色革命是一场旨在推广使用杂交种子提高粮食产量的运动，实际上对农村农业社区的经济不利。高昂的维护成本迫使农民将土地**给农业企业，进一步扩大了贫富差距。

转基因种子

重组DNA技术涉及将生物体的基因拼接在一起，甚至是来自不同物种（它们在自然界中永远不会繁殖）的基因，从而产生“转基因”生物体。而不是有性繁殖，昂贵的实验室技术被用来创造转基因生物，或“转基因”。二

方法：

基因枪是将外源基因导入小麦或玉米等单子叶作物基因组的最常用方法。DNA与金或钨颗粒结合，在高能量水平下加速并穿透细胞壁和细胞膜，在那里DNA整合到细胞核中。一个缺点是可能会发生细胞组织损伤

农杆菌是一种植物寄生虫，具有通过将其基因**植物宿主而转化植物细胞的天然能力。这种遗传信息携带在一个称为质粒的DNA环上，是植物肿瘤生长的密码。这种适应使细菌能够从肿瘤中获得营养。科学家利用根癌农杆菌作为载体，通过Ti（肿瘤诱导）质粒将所需基因导入双子叶植物品种，如土豆、西红柿和烟草。T-DNA（转化DNA）整合到植物DNA中，然后这些基因被植物表达

显微注射和电穿孔是将基因转移到DNA中的另一种方法，第一种是直接转移，第二种是通过孔转移。最近CRISPR-CAS9和TALEN技术已经成为编辑基因组的更精确的方法。

DNA转移也发生在自然界中，主要是通过转座子（基因元件）和病毒的活动等机制在细菌中进行的。这就是有多少病原体进化成抗药性。四

植物基因组被修改以包含在物种中不能自然发生的性状。这些生物在食品和医药工业以及其他生物技术应用中获得专利，如生产药品和其他工业产品、生物燃料和废物管理。二

商业用途：

第一批转基因烟草是1982年生产的抗抗生素烟草，1986年在法国和美国进行了抗除草剂烟草的田间试验，一年后，一家比利时公司对抗虫烟草进行了转基因。第一种商业化销售的转基因食品是1992年进入*******市场的抗病毒烟草。iv“Flavr-Savr”是1994年在美国商业化销售的第一种转基因作物：由Calgene公司开发的抗腐番茄，后来被孟山都收购。同年，欧洲批准了第一种转基因烟草用于商业销售，这是一种抗除草剂烟草。二

烟草，玉米，水稻和棉花植物已经通过添加来自Bt（苏云金芽孢杆菌）的遗传物质进行了改良，以结合这种细菌的抗虫特性。对黄瓜花叶病毒和其他病原体的抗性已被引入番木瓜、马铃薯和南瓜作物抗草甘膦除草剂作物，如大豆，能够在草甘膦除草剂的作用下生存。草甘膦通过破坏植物氨基酸合成代谢途径杀死植物。四

植物营养状况已得到改善，对人类健康有益，并改善了牲畜饲料。依赖天然缺乏氨基酸的种子和豆类作物的国家生产的转基因种子含有较高水平的氨基酸赖氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸。富含β-胡萝卜素的大米已被引入亚洲国家，在这些国家，维生素A缺乏是幼儿视力问题的常见原因。

植物药学是基因工程的另一个方面。这是利用大规模种植的改良植物生产疫苗等医药产品。植物，如泰利水芹，烟草，马铃薯，卷心菜和胡萝卜是最常用的遗传研究和收获有用的化合物，因为个别细胞可以删除，改变和生长在组织培养成为一个未分化的细胞称为愈伤组织质量。这些愈伤组织细胞还没有专门化的功能，因此可能形成一个完整的植物（一种现象称为全能性）。由于植物是由一个经过基因改造的细胞发育而来的，因此整个植物将由具有新基因组的细胞组成，它的一些种子将产生具有相同引进性状的后代。v

伦理争论与经济效应

到1999年，美国所有加工食品中有三分之二含有转基因成分。自1996年以来，种植转基因生物的陆地总面积增加了100倍。转基因技术已导致作物产量和农民利润的大幅增加，以及农药使用量的减少，特别是在发展中国家。作物基因工程的创始人，即罗伯特·弗雷利、马克·范·蒙塔古和玛丽·戴尔·奇尔顿，因在国际上提高了粮食的“质量、数量或可获得性”而获得2013年世界粮食奖。四

转基因生物的生产仍然是一个有争议的话题，各国在专利和销售方面的规定也不尽相同。提出的关切包括人类消费和环境的安全以及生物成为知识产权的问题。《卡塔赫纳生物安全议定书》是一项关于生产、转让和使用转基因生物的安全标准的国际协定。二