天选之种,有望实现种业弯道超车

本刊综合

随着我国航天科技的不断发展和突破，我国航天育种产业取得了丰硕的成果。我们餐桌上的一碗米饭、一盘青椒，都有可能是航空育种的成果。但即使“太空种子”已经悄无声息地进入了千家万户，还是会有人疑惑，这些种子又是怎样从试验田端上老百姓的餐桌的？未来前景又会如何？

进市场上餐桌，航天育种硕果累累

“近十年来我们培育了20多种具有推广价值的作物。比如太空香蕉“航蕉一号”的培育，不仅产量接近翻倍，让香蕉的生长周期时间从13个月缩短到了9个多月。此外，还有维生素C含量提升1.8倍的辣椒，产量提高3成的西红柿等。”海南航天工程育种研发中心工程师姚彤表示，从搭载种子升天到真正成为推广品种，大约需要3～5年时间，而不少航天育种的成熟品种也早已不是试验田里的观赏品，而是已经走进城市、卖出高价，端上普通人的餐桌。他坦言，北京市场30%的草莓都是航天草莓、太空草莓，它们的个头像鸡蛋一样大，食用也是绝对安全的。

“我们国家建立了自己的空间站，就可以有更多的植物品种上天，可以在空间站里停留更长时间，就能产生更多更好的植物品种。”姚彤表示，从1987年我国首次把植物种子送上太空迄今，30多次返回式搭载共培育出了超过200个通过审定的新品种，种植总面积超过240万公顷，目前，我国在育成品种数量和推广应用范围处于世界第一位，创造出了巨大的经济效益。

30多年探索，2000亿元市场

中国航天育种事业已有30余年发展历史，1987年8月，我国通过第九颗返回式科学试验卫星成功将第—批农作物种子等生物材料送入太空，开启了我国航天育种研究与发展的新时代。

自1999年神舟一号飞行任务开始至今，我国利用神舟飞船、空间实验室及新一代载人飞船试验船等飞行器的资源余量，组织开展了累计百余种、5000多份作物种子和植物材料的空间搭载诱变实验。

2002年，农作物航天育种技术创新与新品种选育课题被首次列入国家“十五”863计划，随后国家和地方政府也加大了对农作物航天诱变育种研究的支持。“十五”期间，我国利用航天育种技术在水稻、小麦、棉花、茄果类蔬菜等作物上育成并审定了30多个新品种，航天育成的新品种开始在农业生产中应用。

2006年，我国发射了首颗航天育种专业卫星——“实践八号”，搭载了粮、棉、油、蔬菜、林果、花卉等9大类、152个品种、2020份不同种类的生物材料共计208.8千克，推动了我国航天育种研究跨越式发展。

2011年，国家发展改革委正式将航天工程育种纳入《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，要求突破航天育种关键技术，加快开发和研制农业生物新品种，加快建设育种基地，推进育种新品种产业化发展。

据航天育种产业创新联盟理事长梁小虹介绍，截至2020年，我国先后进行了30多次返回式卫星或载人航天的搭载，在千余种植物中培育出700余个航天育种新品系、新品种，其中通过国家或省级审定的新品种或新组合超过200个，产业化推广创造经济效益2000亿元以上。除粮食、蔬菜、水果、油料等農作物品种外，还创制出林草花卉、中草药新品种和制药、酿酒等微生物新菌种，获得了广泛应用和良好的社会效益。

丰富种质资源，解决种业“卡脖子”难题

那么既然同样是诱变，航天系统工程成本又高，在地球上不能模拟太空环境进行物理诱变吗？为什么一定要进行航天育种呢？

首先，种子是农业的“芯片”，是中国农业发展的命脉、是确保国家粮食安全的基石，对于改善农作物品质、提高农作物产量有着不可代替的作用。我国是人口大国，也是农业大国，国家统计局数据显示，2020年我国农作物播种面积高达16748.7万公顷;种子需求量高达2063.33万吨。

然而，虽然在我国主要农作物中大部分种子为“国产”，但玉米、马铃薯、大豆等农作物种子部分仍然依赖进口，高端品种的蔬菜种子也以进口为主。种质资源是种业发展的命脉，丰富的种质资源是突破种业发展“卡脖子”问题的基础。

航天诱变育种在变异的几率等方面有着独特的优势，以水稻为例，它的自然变异率在二十万分之一左右，化学诱变的变异率也只有千分之几，而经空间诱变的水稻变异率可达百分之几。

我国对新种质资源的需求十分迫切，自主知识产权的优良基因和种质资源是提升我国农作物品种选育能力的重要环节。

另外，数据分析发现，现阶段在地面上模拟失重等太空环境下的育种效果都没有实际太空搭载的效果好。航天育种可以在相对较短的时间内培育出优质种源，在丰富优质基因资源方面有着不可替代的作用，成为缓解我国农作物优质种质资源贫乏的有效途径之一。

目前，利用航天育种技术培育的农作物新品种在生产中推广应用，已经取得了明显的社会经济效益。

山东省农业科学院原子能农业应用研究所从1994年开始，利用返回式卫星搭载创新小麦种质资源已选出一大批具有特异性状的突变体。其中，利用航天突变体9940168和“济麦19”进行常规杂交后系统选育出的高产小麦新品种“鲁原502”，年推广面积超过1500万亩，累计推广面积超1亿亩，成为我国三大主推小麦品种之一。

福建培育的3个航天育种水稻品种，百亩亩产达到800公斤，其中“II优航1号”是全国首个百亩亩产突破900公斤的超级稻。华南农业大学选育的“华航1号”水稻穗大、粒多、发育期短、结实率高，比原种增产15%，亩产达500公斤以上，已推广300多万亩。利用空间诱变技术培育的部分水稻和小麦新材料已分别进入常规育种及杂交稻育种计划，并为全国多家育种单位所引进和利用，对促进稻麦育种起到了重要作用。

除了水稻和小麦外，我国先后用过航天育种获得辣椒、大豆、番茄、莲子等多种高产优质突变体，并由此培育出许多新品种。例如，“红龙13号”辣椒是经过航天育种后培育出的色素椒，其色价是普通辣椒2倍左右;“航椒65F1”是国内首个三系航椒新品种，较国外同类品种产量高出33.6%;“宇番1号”相比同期市场其他番茄品种增产50%，维生素含量增加26%;黑龙江选育出的“克山1号”大豆良种，当年测产比对照品种高出8.9%，第2年比对照品种高出11%，并有较强的综合抗病性;江西广昌县白莲研究所利用航天育种培植出了特大粒白莲种“卫星3号”，生育期长、抗性强、花多、蓬大、结实率高、颗粒大、品质优等特点，每粒莲子2.4克以上，比常规品种可增产60%。

种子对于有着14亿人口的中国来说十分重要，我们要把饭碗牢牢地端在自己手里，凭借“太空”种子，我们有望实现种业弯道超车！