成功的太空育種，產(chǎn)量大、耐性高，正給未來(lái)農(nóng)業(yè)帶來(lái)新的想象空間。據(jù)新華社報(bào)道，12月5日凌晨，神十四航天員平安抵京，同時(shí)帶回的還有第三批空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品。其中3個(gè)生物樣品冷包裝載的是水稻和擬南芥的實(shí)驗(yàn)樣品，這也是國(guó)際上首次在軌獲得水稻種子。
業(yè)內(nèi)分析人士指出，太空育種從帶回種子到成功上市，需要經(jīng)歷從登記到成果轉(zhuǎn)化以及田間試驗(yàn)等共計(jì)5-8年的時(shí)間。如果本次在軌獲得的水稻種子能像之前的在空育種品種一樣實(shí)現(xiàn)量質(zhì)雙增，將有效減少我國(guó)糧食對(duì)外依存度，提高中國(guó)糧食抗風(fēng)險(xiǎn)能力，甚至將造福全人類。
全球首次在軌獲得水稻種子
(資料圖片)
據(jù)中科院分子植物卓越中心官網(wǎng)消息，本次在空間站開展的、國(guó)際首次成功的水稻從種子到種子全生命周期培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，由中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心鄭慧瓊研究團(tuán)隊(duì)承擔(dān)。水稻和擬南芥種子經(jīng)歷了120天的空間培育生長(zhǎng)，完成了從種子到種子的發(fā)育全過程，是國(guó)際上首次在軌獲得水稻種子。之前國(guó)際上在空間只完成了擬南芥、油菜、豌豆和小麥從種子到種子的培養(yǎng)。
目前，返回水稻和擬南芥樣品一部分已做固定處理，水稻種子帶回中科院實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)培養(yǎng)。
世界首次成功的在軌水稻種子和地面的相比有什么特別之處？鄭慧瓊在接受央視新聞采訪時(shí)指出，一個(gè)是水稻的根向上、下各個(gè)方向生長(zhǎng)，地球重力定向的向下生長(zhǎng)的情況在空間站消失了，就連莖上也長(zhǎng)了很多根；另外，在莖的節(jié)上面還發(fā)出了很多其他的側(cè)枝，這在地面也是沒有的，水稻的形態(tài)跟地面有很大的差別。
鄭惠瓊表示，下一步團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步對(duì)帶回來(lái)的種子的蛋白質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、能否萌發(fā)、后代活力等進(jìn)行分析。
之所以要如此努力在太空站培育水稻種子，中科院分子植物卓越中心也進(jìn)行了解釋：水稻是人類主要的糧食作物，養(yǎng)活了世界上近一半的人口，也是未來(lái)載人深空探測(cè)生命支持系統(tǒng)的主要候選糧食作物。人類要在空間長(zhǎng)期生存，就必須要保證植物能夠在空間完成世代交替，成功繁殖種子。但是，之前國(guó)際上在空間只完成了擬南芥、油菜、豌豆和小麥從種子到種子的培養(yǎng)，而主要糧食作物水稻，此前尚沒有能夠在空間完成水稻全生命周期的培養(yǎng)。
“中國(guó)首次在太空育種獲得水稻種子，改變水稻和擬南芥種子遺傳性基因突變，對(duì)中國(guó)這種人口多、耕地少的國(guó)家來(lái)說，應(yīng)該是搶占了新的高地。同時(shí)我國(guó)也可以向其他耕地多、人口少的國(guó)家提供新的水稻和擬南芥種子，或許能夠增加新的新基因資源。”北京工商大學(xué)教授洪濤向北京商報(bào)記者分析道。
產(chǎn)量和耐性的新期待
為什么各國(guó)都在進(jìn)行太空育種實(shí)驗(yàn)？太空育種有什么獨(dú)特之處？
資料顯示，太空育種，也稱空間誘變育種，是將農(nóng)作物種子或試管種苗搭載返回式太空艙，進(jìn)入太空，利用太空的高真空、宇宙射線、微重力等特殊環(huán)境的共同誘變作用，使生物自身產(chǎn)生基因變異，再回到陸地上，經(jīng)過科研人員多代篩選、培育，形成特性穩(wěn)定的新品種。
與一家太空育種公司有合作的首都新鮮食材基地運(yùn)營(yíng)總經(jīng)理呂志剛向北京商報(bào)記者介紹，相較于在地球土生土長(zhǎng)的農(nóng)作物，太空育種并在試驗(yàn)中培育成功的作物一方面整體耐性會(huì)更好，抗病性、抗熱性、抗寒性都會(huì)有所提升；另一方面，太空育種在不受地球重力影響的情況下，株型會(huì)有所變化，后期如果試驗(yàn)成功，其收成也會(huì)大大提高。
不過，呂志剛也指出，太空育種帶回來(lái)的種子，并不能完全確保后期一定優(yōu)于地球原有的作物，“從基因變異的角度講，太空育種有可能好也有可能壞，需要試驗(yàn)一段時(shí)間才有定論。最終試驗(yàn)成功并上市的種子，需要經(jīng)歷從太空帶回來(lái)、登記到成果轉(zhuǎn)化以及田間試驗(yàn)等共計(jì)5-8年的時(shí)間”。
就試驗(yàn)成功的太空種子的優(yōu)點(diǎn)而言，洪濤進(jìn)行了進(jìn)一步解讀。他表示，太空育種使基因變異頻率高、變異周期短，可以創(chuàng)造出許多在地面上無(wú)法獲得的新基因資源。同時(shí)，太空育種能夠探索在失重的太空條件下，育種的環(huán)境條件改變后，對(duì)于植物種子的變化情況，是否能夠適應(yīng)性生長(zhǎng)，從而探索在太空中人類如何利用植物生存。
“如果本次獲得的在軌水稻種子和之前的品種一樣實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量增長(zhǎng)，從小處講可以助農(nóng)發(fā)展，從大處講可以減少我國(guó)糧食對(duì)外依存度，提高中國(guó)糧食抗風(fēng)險(xiǎn)能力，同時(shí)利用太空中生長(zhǎng)出來(lái)的種子進(jìn)行嫁接生長(zhǎng)出新的優(yōu)良嫁接品種，也可能提高產(chǎn)量、提高品質(zhì)。在提高我國(guó)在國(guó)際上糧食地位的同時(shí)，還將造福全人類。”洪濤說道。
太空種子已種植1.5億畝
事實(shí)上，我國(guó)乃至國(guó)際在太空育種上已經(jīng)有過多年的探索。
北京商報(bào)記者梳理發(fā)現(xiàn)，“太空育種”起步于20世紀(jì)60年代，目前世界上只有美國(guó)、俄羅斯和中國(guó)三個(gè)國(guó)家成功進(jìn)行了衛(wèi)星搭載太空育種。中國(guó)的太空育種始于1987年，最開始僅為蔬菜種子，隨著太空育種技術(shù)不斷發(fā)展，糧食、蔬菜、水果、油料等農(nóng)作物品種，花卉、中草藥及制藥、釀酒等微生物類都有涉及。超市常見的太空椒便是太空育種的成功品種。
據(jù)洪濤介紹，經(jīng)歷過太空遨游的蔬菜等農(nóng)作物種子，大多數(shù)都發(fā)生了遺傳性基因突變，返回地面種植后，不僅植株明顯增高增粗、果型增大，產(chǎn)量比原來(lái)普遍增長(zhǎng)10%-20%，而且品質(zhì)大為提高，作物肌體也更加強(qiáng)健，對(duì)病蟲害的抗逆性特別強(qiáng)。
北京航天育種中心的專家曾作過一項(xiàng)對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過太空搭載的水稻蛋白質(zhì)含量比原來(lái)提高了8%-12%，且“太空水稻”的顆粒飽滿，滋味好，每畝產(chǎn)量高達(dá)650-700公斤；青椒通過太空搭載，變得果大色艷，又嫩又香，籽少肉厚，除了產(chǎn)量增長(zhǎng)兩成左右外，維生素C和可溶性固態(tài)物、銅鐵等微量元素含量都比原來(lái)高出7%-20%。
據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道，截至2021年初，我國(guó)太空育種后的累計(jì)種植面積已達(dá)1.5億畝。
部分消費(fèi)者認(rèn)為太空育種的農(nóng)作物及種子似乎比地球原生態(tài)的更貴，對(duì)此，呂志剛分析稱，“價(jià)格略高是正常的，算上太空育種和試驗(yàn)的各種投入，太空育種的農(nóng)作物價(jià)格其實(shí)都在合理區(qū)間”。
據(jù)了解，前述太空育種公司計(jì)劃與呂志剛所在的首都新鮮食材基地進(jìn)行育種示范試驗(yàn)，培育品種主要為太空育種的辣椒。但由于種種原因，合作暫未進(jìn)入實(shí)質(zhì)落地階段。
具體到太空育種行業(yè)，據(jù)天眼查數(shù)據(jù)顯示，與“太空育種”相關(guān)的企業(yè)共有34家。業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為，不斷帶回的新的太空種子需要漫長(zhǎng)的試驗(yàn)過程，也將給相關(guān)的技術(shù)公司和試驗(yàn)基地帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。
北京商報(bào)記者 方彬楠 陸珊珊
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