被搭載“上天”的作物種子，發(fā)揮了什么作用

近日，在甘肅蘭州召開的草業(yè)航天育種專題研討會上，經(jīng)過神舟三號飛船搭載選育的中天1號紫花苜蓿草種備受關(guān)注。“經(jīng)過16年選育研究，中天1號紫花苜蓿草種已于2018年經(jīng)全國草品種審定委員會審定通過，實踐證明，該草種質(zhì)優(yōu)穩(wěn)定、豐產(chǎn)性狀突出。”中國農(nóng)業(yè)科學院蘭州畜牧與獸藥研究所抗逆牧草育種與利用團隊首席專家楊紅善介紹。其實，無論在開展高科技育種、拓寬育種途徑、創(chuàng)制新的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種，還是面向國家農(nóng)業(yè)和生態(tài)建設(shè)等服務(wù)國計民生方面，利用載人航天技術(shù)開展的空間誘變育種實驗均展現(xiàn)出不俗的成績。

航天育種創(chuàng)造經(jīng)濟規(guī)模超2000億元

航天育種是航天技術(shù)、生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)育種技術(shù)相結(jié)合的育種新途徑。利用航天器搭載生物材料在宇宙環(huán)境強輻射、微重力和弱地磁的共同作用下，空間誘變產(chǎn)生基因組水平上的變異，返回地面后經(jīng)過至少4代地面選育，篩選出攜帶新性狀的新材料、新種質(zhì)，最終培育出遺傳穩(wěn)定、品質(zhì)優(yōu)良的新品系、新品種。

與常規(guī)地面輻射育種突變相比，航天搭載空間誘變產(chǎn)生的突變材料具有成活率高、變異頻率高、突變幅度大、穩(wěn)定性強、育種周期短等優(yōu)勢。育種專家們借助載人航天工程提供的平臺，利用特殊的空間環(huán)境培育出農(nóng)作物新產(chǎn)品，極大提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平。

航天育種在我國糧食安全和生態(tài)環(huán)境建設(shè)等諸多領(lǐng)域作出了重要貢獻，培育的小麥、水稻、玉米、大豆、棉花和番茄、辣椒等園藝作物新品種累計種植推廣面積超過240萬公頃，增產(chǎn)糧食約13億公斤。據(jù)估算，航天育種創(chuàng)造直接經(jīng)濟規(guī)模超過2000億元。

超200種航天育種新品種通過審定

中國的航天育種始于20世紀80年代。最初搭載種子的目的是為了探測太空環(huán)境對植物遺傳的影響。研究表明，這些上天的種子發(fā)生了一系列變異：經(jīng)歷空間環(huán)境的蘿卜種子幼苗茁壯，搭載上天的大蒜種子長出的蒜頭竟重達150克。于是，中國航天育種的研究也逐漸步入正軌，航天育種學科不斷發(fā)展。

中國載人航天工程自立項實施以來，中國載人航天工程辦公室相繼策劃實施了一系列航天育種實驗項目。自1999年神舟一號飛行任務(wù)開始至今，中國載人航天工程辦公室在工程歷次飛行試驗中，利用神舟飛船、空間實驗室及新一代載人飛船試驗船等飛行器的資源余量，組織開展了累計百余種、5000多份作物種子和植物材料的空間搭載誘變實驗，經(jīng)過多年的地面選育和科學研究，截至目前，共有超過200種航天育種新品種通過國家及省部級評審。

天宮二號搭載了高等植物培養(yǎng)實驗，是國際上首次在太空環(huán)境下獲得擬南芥開花基因啟動子控制的綠色熒光蛋白實時圖像，也是我國首次成功進行了植物“從種子到種子”的全生命周期培養(yǎng)，為未來建立以植物為基礎(chǔ)的空間生命生態(tài)系統(tǒng)提供了有益借鑒。

航天育種成果惠及百姓生活

經(jīng)過30多年的研究和應(yīng)用，航天育種的成果已經(jīng)悄然融入老百姓生活的方方面面，不僅推動了農(nóng)作物的改良，還將被應(yīng)用在食品加工、酒類釀造、生物制藥、石油開采等諸多方向。

中國的牧草航天育種尚處于初始階段，主要集中于苜蓿品種的選育研究，未來尚有廣闊的發(fā)展空間，目前已經(jīng)成功培育出的“中天1號紫花苜蓿”“農(nóng)菁14號紫花苜蓿”等國家級、省部級牧草品種，推進了草類植物太空育種研究發(fā)展，已在全國推廣種植25萬畝以上，有效解決了國內(nèi)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種少、國外引進品種退化快等問題。

近年來，航天育種技術(shù)成果在脫貧攻堅中也發(fā)揮了顯著作用。利用空間誘變育種技術(shù)，華南農(nóng)業(yè)大學成功地在普感稻瘟病的品種“麗江新團黑谷”和“中二軟占”中誘變和創(chuàng)制出一批抗病乃至達到免疫的新種質(zhì)。利用這些抗病種質(zhì)資源，培育出更為優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)高抗稻瘟病的新品種。

中國空間站預(yù)計在2022年前后建造完成并投入在軌運營。中國空間站建成后將作為國家級太空實驗室，具備支持近地軌道長期載人飛行的能力，開展多領(lǐng)域的空間科學實驗和技術(shù)試驗，研究解決人類在太空長期生存的基本問題，能為多領(lǐng)域科學家開展空間科學研究提供更多更好的實驗條件和機會，包括航天育種在內(nèi)的各類研究成果必將更多地惠及普通百姓生活。

(本報記者 章文 本報通訊員 任海根 王霄)

關(guān)鍵詞： 航天育種