航天育种
作者 李子吉
发表于 2022年4月

2020年12月17日,一批40克的“航聚香丝苗”水稻种子“搭乘”嫦娥五号完成了历时23天的地月往返征程,在深空环境下经历空间诱变后,返回地球。经过几个月的播种、育苗、移栽,2021年7月9日,华南农业大学试验基地的试验田内,和嫦娥五号一同“奔月”的这批水稻终于收获了。

发展至今,“太空种子”早已不仅仅是试验田里的“观赏品”了,我国航天育种产业经历了30多年的发展,已经取得了丰硕的成果。

创造2000亿元经济效益

所谓航天育种,准确地讲叫航天诱变育种,就是利用太空的特殊环境诱使植物种子发生基因变异,进而选育植物新品种、创造农业育种材料、丰富基因资源,是一种将辐射、宇航、育种和遗传等学科综合起来的高新技术。

但是,航天系统工程复杂程度高、技术跨度大,每一点荷载容量都弥足珍贵。在这种“名额有限”的情况下,可以跟随航天器进行“太空旅行”的种子也需要通过“千挑万选”才能脱颖而出。

带上太空的种子,必须是遗传性稳定、综合性状好的种子,这样才能保证航天育种的意义。拿这一批最近收获的“航聚香丝苗”来说,华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心副主任郭涛介绍道,科研人员对约10000个种质进行了广泛评价,从中挑出若干性状优良的候选搭载材料,而后进一步调研市场需求,最终才确定了“航聚香丝苗”作为嫦娥五号的搭载材料。

“奔月”水稻什么时候才能真正端上老百姓的餐桌呢?郭涛表示,从2020年11月搭载嫦娥五号“奔月”到真正成为流通于市场中的农产品,这批水稻种子要经历种植、鉴定、比较、示范、推广等一系列流程,预期花费3~4年的时间。

毕竟到太空经历诱变还只是品种选育的第一步,“太空种子”既要“上得了天”也要“入得了地”。航天育种是一个完整的育种研究过程,整个研究最繁重和最重要的工作是在后续的地面上完成的。

搭载嫦娥五号的这批水稻种子目前已经完成了第一个世代的种植,很快就要进入下一步的鉴定阶段。据介绍,目前收获的第一批种子来源于2000个植株、1万个单穗,每个植株收获的种子会被分为三类,第一类是用来继续种植,第二类用来进行广泛的基因及性状鉴定,第三类将作为种子备份进行长期保存。同时,每株水稻都会有一个ID,方便科研人员对每一个样本进行连续的跟踪和鉴定,溯源追查。

中国航天育种事业经过30余年发展,1987年8月,我国通过第九颗返回式科学试验卫星成功将第一批农作物种子等生物材料送入太空,开启了我国航天育种研究与发展的新时代。

自1999年神舟一号飞行任务开始至今,中国载人航天工程办公室在工程历次飞行试验中,利用神舟飞船、空间实验室及新一代载人飞船试验船等飞行器的资源余量,组织开展了累计百余种、5000多份作物种子和植物材料的空间搭载诱变实验。2021年6月,神舟十二号出征,除了3名航天员,一同出征的还有29.9克的南靖兰花种子、15克浙江江山黄精种子。

2002年,农作物航天育种技术创新与新品种选育课题被首次列入国家“十五”863计划,随后国家和地方政府也加大了对农作物航天诱变育种研究的支持。“十五”期间,我国利用航天育种技术在水稻、小麦、棉花、茄果类蔬菜等作物上育成并审定了30多个新品种,航天育成的新品种开始在农业生产中应用。

本文刊登于《科学大观园》2022年7期
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