未来的农业科技
2022-05-30周军
周军
“神舟十三号”载人飞船返回舱在北京开舱,搭载的作物种子顺利出舱。什么样的种子能拿到太空旅行的珍贵“船票”?当一粒种子进入浩瀚太空,会经历怎样的奇妙旅程?“天选之种”又将如何改变我们的生活?
搭载“神舟十三号”返回的不仅有中药材种子,还有水稻、生菜等各类植物种子。它们来自不同地区、单位。有些侧重于基础研究,有些则侧重于品种培育,可谓“八仙过海,各显神通”。
航天器载荷资源宝贵,每一克都要发挥最大价值。因此,种子进入太空的门槛不低。只有那些遗传稳定性高、综合性状好的,才能脱颖而出,开启“太空育种”之旅。
太空育种,也称航天育种、航天诱变育种,是利用太空的特殊环境诱使植物种子发生基因变异,进而选育植物新品种,创造农业育种材料,丰富基因资源。这是一种将辐射、航天、育种和遗传等学科综合起来的高新技术。简单来说,让种子先“上天”再“入地”,经过筛选、杂交、鉴定等,最终形成新种质资源的过程,就是太空育种。
太空具有微重力环境,还有带电的高能粒子,搭载上去的种子和生物材料在受到弱辐射时会产生变异。将产生这种变异的种子,再带回到地面上进行种植,选择那些可遗传且符合我们人类要求的变异,继而把它们育成新品种。
与传统育种技术相比,太空育种最大优势在于空间诱变材料的变异率高、育种周期短,可在相对较短时间内创制出高产、早熟、抗病等性状优良的种质资源。
以前想找到一个新的育种材料,可能要历时10年、20年,甚至得翻山越岭寻找自然突变植株,而航天任务能在相对短时间里带回大量突变材料。
航天诱变提供了尽可能多的基因源材料,为育种按下“快捷键”。从安全性上来说,没有导入任何外源基因的太空育种与常规辐射诱变育种相比,二者都是植物自身的基因组序列发生了改变,培育出的产品都一样安全。
航天服务于国计民生,育种便是其中的典型。1987年8月5日,我国第九颗返回式卫星搭载着精挑细选的小麦、水稻、青椒等百余个品种的农作物种子,顺利完成了首次“太空之旅”。返回地球后,它们被分发至各地科研机构。经过杂交选育,这批种子中培育出了大豆“铁丰18”、棉花“鲁棉1号”等一批获得国家发明奖的优良新品种。
此后,种子便成了搭载航天器的“常客”。品类既包括农作物、油料作物等,也包括不同地方主栽特色品种和稀缺物种的种子。
“神舟十二号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。一同着陆的还有水稻、小麥、玉米等作物种子,石斛等中草药种子,以及甜瓜、葡萄、兰花、玫瑰花等水果花卉种子,甚至还有富含微生物的窖泥、酒曲等。
上过太空的种子正在丰富着百姓的餐桌。不少太空育种的成熟品种不仅是试验田里的“样本”,而且已经成为食材,端上了普通人的餐桌。
经过30多年的实践,中国通过航天育种已筛选新材料1200多份,培育水稻、小麦、大豆、蔬菜等新品种260多个,年推广面积4000多万亩。据初步估算,航天搭载育种已产生直接经济效益超过2000亿元。目前,我国太空育种的育成品种数量和推广应用范围处于世界第一位;空间诱变机理的研究水平和太空育种技术成果在农业上的推广应用水平,已经达到世界领先水平。