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太空育种技术到底多神奇?

发布时间: 2022-11-29 18:19:05   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

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作为有着悠久历史的农业大国,农耕的小种子深深埋在我们每个人的DNA里,不管上天入地,中国人的心里头号关心的大事就是“种地”。航天育种听上去神秘莫测,其实早已走入了普通人的日常。我国已经有上千个品种的农作物种子完成了太空之旅。700多个“航天品种”陆续诞生,我们平时吃的粮食、蔬菜、水果、中药,不少都是“天外来客”。通过太空育种,我国培育出了一大批具有优良突变类型的新品种。例如,经太空育种生产的蔬菜比普通蔬菜营养素要高,维生素含量是普通蔬菜的3倍多,铁、锌、胡萝卜素的含量也同比提高。目前,在我国北京、上海、黑龙江等地都已经建立了多个太空种子繁育基地。我国太空育种的效益和成果同样吸引了美国、俄罗斯、保加利亚、菲律宾等国家的目光,在太空育种方面都希望与我国进一步合作。

早在1987年,我国第九颗返回式卫星搭载着小麦、水稻、青椒等百余个品种的农作物种子往返太空,就打开了太空育种的新世界。返回地球后,它们被分发到各地科研机构,经过杂交选育,这批种子中培育出了大豆“铁丰18”、棉花“鲁棉一号”等一批获得了国家发明奖的优秀新品种。

2006年,我国发射了首颗也是世界上迄今为止唯一一颗专门用于航天育种的卫星“实践八号”,搭载超过200千克种子发射升空。2016年,神舟十一号乘组在“天宫二号”实验室成功种出生菜。2020年,嫦娥五号探测器也带着种子奔赴月球。

为什么要让种子在太空走一趟呢?由于身处太空,经历微重力、复杂磁场的宇宙环境,以及宇宙射线的“洗礼”,种子突变的概率大幅提升,部分农作物种子会发生脱胎换骨的变化,比如产量品质明显提升、成熟速度加快、抗病能力变强等等。

种子从天空回来,重新栽入土地进行培育,就能看到它究竟发生了哪些变化,这个过程就像是“开盲盒”。选出突变的种子,经过三四代的杂交、繁殖后,优中选优,最终由农作物品种审定委员会审定,“太空种子”才能大范围普及。听起来是个漫长的过程,不过相比于地面模式,这已经是按下“加速键”了。

“飞天种子”可不一般。“华航一号”水稻成为我国首个通过国家农作物品种审定的“太空新品种”,目前该品种再繁育、具备丰产、抗稻瘟病、矮秆等种质的新水稻品种已达42个;高产小麦新品种“鲁原502”累计推广面积超1亿亩,成为我国三大主推小麦品种之一;“II优航一号”成为全国首个百亩亩产突破900千克的“超级稻”;神舟三号搭载的牧草苜蓿育成的新品种高产多叶、蛋白含量高,填补了我国优质牧草品种的空白......30多年来,我们已经先后30余次利用返回式卫星、神舟飞船等航天器开展航天育种,培育出了700余种航天品种作物,其中包括粮食、蔬菜、水果、花卉、林木、中草药、微生物新菌种等。科学家们发现,经过太空历练的种子的发芽率、作物产量、抗病性、抗虫性、养分含量以及植物花朵的颜色、高矮等性状都会发生改变。但其变化并没有什么规律,大都是随机性的,且太空育种并不能使每一颗种子都发生突变,据统计,对人类有益的突变大约只占3%。

不同植物或同一植物品种对太空辐射的敏感性是不同的。就种子发芽率而言,小麦、玉米、棉花、向日葵、大豆、黄瓜和番茄的种子经过太空辐射后,它们的种子的活力和发芽率都有所提高;而水稻、谷子、豌豆、青椒、烟草等植物种子的发芽率则与未上过太空的种子相比并无显著差异。除此之外,高粱、西瓜、茄子和萝卜的种子在经过太空历练后,发芽率甚至会降低,航天高粱种子萌发和幼苗生长受到强烈抑制,生育期推迟。因此,并不是所有植物都适合航天育种。我国对水稻、小麦、棉花、青椒和芝麻等作物利用太空育种的方式获得了一系列的新品种,其中已通过国家或省级审批的新品种和新组合超过30个。目前,在山东、河北、江苏等地都有太空蔬菜销售市场,太空蔬菜比普通蔬菜价格会贵一些。但太空蔬菜味道好、营养丰富,经国家相关机构对比,太空蔬菜比普通蔬菜的营养含量高约30%。说不定你家的餐桌上就会出现太空蔬菜——维C含量更高的甜椒、超级甜的番茄、五种颜色的玉米、胳膊一样粗的黄瓜、一米多长的莲藕。