以往的品种改良

人类从远古时代起，就一直在进行着品种改良工作，具体表现为把植物驯化成作物，把动物驯化成家畜，以强化其对人类有利的特征。这种方法要么需要严密规划动植物的交配，要么必须先找到自然产生的突变个体。

随着科学的发展，人类已然知晓基因的基本构造，但实施品种改良的基本思路却并未发生大的改变。虽然从只能依靠自然突变，发展成了可以使用辐射或化学物质人工促进突变，但本质上仍然是依靠偶然找出发生了符合预期变化的个体，然后令其重复交配。

■DNA与染色体结构

日本农林水产省下辖的研究组织——农业、食品产业技术综合研究机构（农研机构），拥有一座被称作“伽玛农场”（Gamma Field）的户外实验农场。这座农场位于茨城县常陆大宫市。农场呈圆形，以放置有放射性物质“钴60”的塔为中心，半径为100米。里面栽培了各种植物。植物在生长过程中时刻接受辐射，以促进突变的发生。这个方法虽然传统，但时至今日仍是重要的品种改良手段之一。

有一种名为“黄金20世纪”的梨，就是从对黑斑病（植物的茎、叶、果实等部位出现黑色斑点的病害）这一病症抵抗力相对较弱的“20世纪”梨中选育出来的、耐黑斑病的强化品种。“黄金20世纪”在鸟取县等产地大受好评，栽种面积逐年增加。

然而，“黄金20世纪”的开发耗费了漫长的时光。伽玛农场开始栽种这种梨是在1962年；1981年，在感染了黑斑病的植株中找到了未发病的树枝，这时距离伽玛农场开始栽种这种梨已经过去了19年；利用这一根突变树枝进行重复实验，最终依据《植物新品种保护和种子法》将“黄金20世纪”登记为植物新品种，则是在1991年，这时距离开始栽种已经过去了29年。如此利用突变进行育种，虽然可以在多个地方同时进行，但不管在哪儿都需要等待漫长的年月，耗费大量的精力。