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(kāi)的草業(yè)航天育種專題研討會(huì)上，經(jīng)過(guò)神舟三號(hào)飛船搭載選育的中天1號(hào)紫花苜蓿草種備受關(guān)注。“經(jīng)過(guò)16年選育研究，中天1號(hào)紫花苜蓿草種已于2018年經(jīng)全國(guó)草品種審定委員會(huì)審定通過(guò)，實(shí)踐證明，該草種質(zhì)優(yōu)穩(wěn)定、豐產(chǎn)性狀突出。”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所抗逆牧草育種與利用團(tuán)隊(duì)首席專家楊紅善介紹。其實(shí)，無(wú)論在開(kāi)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(guó)家農(nóng)業(yè)和生態(tài)建設(shè)等服務(wù)國(guó)計(jì)民生方面，利用載人航天技術(shù)開(kāi)展的空間誘變育種實(shí)驗(yàn)均展現(xiàn)出不俗的成績(jī)。

航天育種創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)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(qiáng)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(guò)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(qiáng)、育種周期短等優(yōu)勢(shì)。育種專家們借助載人航天工程提供的平臺(tái)，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(guó)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(xiàn)，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(jì)種植推廣面積超過(guò)240萬(wàn)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(jì)規(guī)模超過(guò)2000億元。

超200種航天育種新品種通過(guò)審定

中國(guó)的航天育種始于20世紀(jì)80年代。最初搭載種子的目的是為了探測(cè)太空環(huán)境對(duì)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(zhǎng)出的蒜頭竟重達(dá)150克。于是，中國(guó)航天育種的研究也逐漸步入正軌，航天育種學(xué)科不斷發(fā)展。

中國(guó)載人航天工程自立項(xiàng)實(shí)施以來(lái)，中國(guó)載人航天工程辦公室相繼策劃實(shí)施了一系列航天育種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。自1999年神舟一號(hào)飛行任務(wù)開(kāi)始至今，中國(guó)載人航天工程辦公室在工程歷次飛行試驗(yàn)中，利用神舟飛船、空間實(shí)驗(yàn)室及新一代載人飛船試驗(yàn)船等飛行器的資源余量，組織開(kāi)展了累計(jì)百余種、5000多份作物種子和植物材料的空間搭載誘變實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)多年的地面選育和科學(xué)研究，截至目前，共有超過(guò)200種航天育種新品種通過(guò)國(guó)家及省部級(jí)評(píng)審。

天宮二號(hào)搭載了高等植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，是國(guó)際上首次在太空環(huán)境下獲得擬南芥開(kāi)花基因啟動(dòng)子控制的綠色熒光蛋白實(shí)時(shí)圖像，也是我國(guó)首次成功進(jìn)行了植物“從種子到種子”的全生命周期培養(yǎng)，為未來(lái)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(guò)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(dòng)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(kāi)采等諸多方向。

中國(guó)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(lái)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(hào)紫花苜蓿”“農(nóng)菁14號(hào)紫花苜蓿”等國(guó)家級(jí)、省部級(jí)牧草品種，推進(jìn)了草類植物太空育種研究發(fā)展，已在全國(guó)推廣種植25萬(wàn)畝以上，有效解決了國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種少、國(guó)外引進(jìn)品種退化快等問(wèn)題。

近年來(lái)，航天育種技術(shù)成果在脫貧攻堅(jiān)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(xué)成功地在普感稻瘟病的品種“麗江新團(tuán)黑谷”和“中二軟占”中誘變和創(chuàng)制出一批抗病乃至達(dá)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(guó)空間站預(yù)計(jì)在2022年前后建造完成并投入在軌運(yùn)營(yíng)。中國(guó)空間站建成后將作為國(guó)家級(jí)太空實(shí)驗(yàn)室，具備支持近地軌道長(zhǎng)期載人飛行的能力，開(kāi)展多領(lǐng)域的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，研究解決人類在太空長(zhǎng)期生存的基本問(wèn)題，能為多領(lǐng)域科學(xué)家開(kāi)展空間科學(xué)研究提供更多更好的實(shí)驗(yàn)條件和機(jī)會(huì)，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(bào)記者 章文 本報(bào)通訊員 任海根 王霄)

關(guān)鍵詞： 航天育種