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一粒种子的太空之旅(科技大观)

发布时间:2022-07-28 13:53:29

今年初,英国《经济学人》杂志刊发题为《外层空间为植物育种家提供独特优势》的文章表示,“诱变育种所获得的新性状,其商业价值和收益潜力极为可观”。文中提到,一家名为“星际绿洲实验室”的航天技术公司计划开辟航天育种的商业路线,将一批种子送到国际空间站进行实验,并由宇航员在太空完成播种和收获。

“送上太空后返回的种子,只要有一粒好的种子繁殖下来,可能就会对人类有巨大贡献。”几十年来,中国航天育种为人类丰富种质资源和种子创新贡献了重要智慧成果。1987年8月,我国第九颗返回式卫星首次搭载水稻、辣椒等农作物种子,开启我国农作物种子的太空之旅。2006年9月我国“实践八号”卫星成功发射,是迄今全世界唯一一颗专门用于农业育种目的而发射的返回式卫星。载人航天工程实施以来,历次飞行任务都安排了农作物种子搭载实验。近年来,中国在空间诱变机理机制的基础研究领域获得重要进展,在种质资源创新、育成品种数量、新品种推广面积等方面均有突出表现。

航天育种是诱变育种的一种,主要借助空间环境中的宇宙高能射线、微重力和复杂电磁环境的复合作用,导致植物基因组发生变异。基因突变后的种子返回地面,再筛选出能够稳定遗传的有益变异,就成了新的种子资源或新品种。与传统育种相比,航天育种的变异概率高、幅度大,可在相对较短时间内创制出具有突破性性状且拥有自主知识产权的基因源。目前我国10余个具有抗稻瘟病基因的华南水稻新品种,以及产量位于第二位的高产小麦“鲁原502”都是出自航天育种。

以往的航天育种都是利用航天飞行主任务的载荷余量,以不定期“搭车”的形式开展实验,搭载资源有限。为了提高获得突变体的数量,搭载种子的数量要满足基础实验量:像蔬菜、草类等体积小、重量轻的品类,搭载种子数量需要在千粒左右;如果是大豆等重量和体积较大的品类,则至少搭载百粒以上。“舱位”有限的情况下,出征太空的种子要经过严格选拔,不仅需要在纯度、净度、水分、发芽率和活性等方面满足高要求,还要保证基因纯合,避免后代出现性状分离的情况。

目前,中国通过国审和省审的航天主粮育种品种超过300个,育成的蔬菜水果花卉新品种700多种,累计推广种植面积超过280万公顷,增产粮食约16亿公斤,创造直接经济效益产值2400多亿元。在国际空间站上,全球也有多个受商业公司支持的育种项目,如百威公司开展的太空微重力条件下啤酒大麦发芽研究,塔吉特公司资助的太空棉花项目等。良好的市场反馈,可观的发展前景,令航天育种吸引着农业、林草、医药科研院所和种业企业的广泛关注与参与。

未来,相信随着各国航天事业的进步,人类会将更多地球植物种子带到太空,甚至打造出“太空绿洲”,为促进全球农业发展、应对气候变化、保护生物多样性提供新方案。

(作者为航天育种产业创新联盟秘书长,中国空间技术研究院原航天生物总工程师 赵 辉)

《 人民日报 》( 2022年07月28日 17 版)

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