那些曾“上天”的種子“落地”后都干了啥
王 霄 本報記者 付毅飛
近日，在蘭州召開的草業(yè)航天育種專題研討會上，利用航天誘變育種技術(shù)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號紫花苜蓿草種于2018年經(jīng)全國草品種審定委員會審定通過。該草種優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)性狀突出。”中國農(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)隊首席專家楊紅善介紹。
記者從中國載人航天工程辦公室了解到，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)等的重大需求服務(wù)國計民生方面，利用載人航天技術(shù)開展空間誘變育種實驗，都將發(fā)揮重要作用。
物理輻射育種的延伸
傳統(tǒng)育種手段的重要補(bǔ)充
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)、育種周期短等明顯優(yōu)勢。它由此成為物理輻射育種的延伸、傳統(tǒng)育種手段的重要補(bǔ)充。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，極大地提升了農(nóng)業(yè)創(chuàng)新和生產(chǎn)技術(shù)水平。
據(jù)航天育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長梁小虹介紹，我國先后30多次利用返回式衛(wèi)星、神舟飛船、天宮空間實驗室和其他返回式航天器搭載植物種子，已在千余種植物中培育出700余個航天育種新品系、新品種。累計種植面積1.5億畝，產(chǎn)業(yè)化推廣創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益2000億元以上。除糧食、蔬菜、水果、油料等農(nóng)作物品種外，還創(chuàng)制出林草花卉、中草藥新品種和制藥、釀酒等微生物新菌種，獲得了廣泛應(yīng)用和良好的社會效益。
天上的育種試驗不斷
育出優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、高抗新品種
記者從中國載人航天工程辦公室了解到，中國載人航天工程實施以來，在歷次載人航天工程飛行試驗任務(wù)中，利用神舟飛船及新一代載人飛船試驗船搭載作物種子和植物材料開展空間誘變實驗，經(jīng)過多年科研和地面選育后，通過國審和省審的航天育種新品種超過200個。
神舟一號到神舟十一號的歷次飛行任務(wù)都搭載了航天育種生物類試驗載荷。神舟八號為了驗證高等植物在空間環(huán)境下的開花結(jié)實過程，設(shè)計搭載了《番茄試管苗空間開花結(jié)實》實驗裝置，8個番茄蓓蕾5株開花結(jié)果，在國際首次實現(xiàn)了太空空間植物開花結(jié)果。天宮二號進(jìn)行了高等植物培養(yǎng)實驗，首次在空間上獲得了擬南芥開花基因啟動子控制的綠色熒光蛋白實時圖像，為未來建立以植物為基礎(chǔ)的空間生命生態(tài)系統(tǒng)和提高系統(tǒng)的生產(chǎn)效率提供依據(jù)，這也是我國首次成功進(jìn)行植物“從種子到種子”的全生命周期培養(yǎng)。
“近年來，航天育種技術(shù)成果在扶貧攻堅中發(fā)揮了顯著作用。”梁曉虹說。
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)制出一批抗病乃至對病害達(dá)到免疫的新種質(zhì)。科學(xué)家利用這些抗病種質(zhì)資源，培育出更為優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)高抗稻瘟病的新品種。
江西省超級水稻研究發(fā)展中心利用航天誘變，選育出了躍恢航0799、躍恢航1698、躍恢航1573等優(yōu)良恢復(fù)系應(yīng)用于育種。
航天搭載空間誘變技術(shù)還在其他主糧作物、經(jīng)濟(jì)作物和蔬菜水果等品類上獲得了成功的應(yīng)用，涌現(xiàn)出的新品種為糧食安全和農(nóng)民增產(chǎn)增收帶來了切實的收益和實效。