一竞技下载太空種子結碩果（大數據觀察）
2024-10-22 23:30
清明節前完成播種后，江西省遂川縣碧洲鎮農民王頭生隔三差五就會來到水田邊，查看“太空蓮”的長勢，“你瞧，現在都長出立葉了，后期管理好，收成錯不了。”
“上過太空的蓮子就是不一樣，畝產翻番、口感鮮甜。”王頭生打開了話匣子，“畝產1000斤，毛收入6000元，真是實實在在的致富蓮。”
王頭生所說的“上過太空的蓮子”，便是航天育種的成果“太空蓮36號”，如今推廣面積超2000萬畝，佔全國白蓮種植面積的80%以上。
“航天育種也叫太空育種，是讓種子搭乘返回式航天器進入太空，利用宇宙射線、微重力、高真空等特殊環境誘發種子基因變異。種子返回地面后，再選擇可遺傳的優良變異用於培育優質高產多抗植物新品種。”中國農業科學院作物科學研究所黨委書記、國家航天育種工程首席科學家劉錄祥介紹。
1987年8月，我國第九顆返回式衛星首次搭載水稻、辣椒等種子，開啟了我國農作物種子的太空之旅。據介紹，目前我國已進行航天育種搭載實驗3000余項，育成主糧審定品種260多個，蔬菜、水果、林草、花卉新品種上百個，年增產糧食20多億公斤，創造直接經濟效益逾千億元。
在“蔬菜之鄉”山東省壽光市，中國國際蔬菜科技博覽會10號館的航空育種展區裡，番茄、茄子、辣椒等蔬菜長勢良好。“這裡共展示了13個新品種，都是航天育種成果的代表，具有高產、優質、早熟、抗病力強等優點。”場館負責人馬尊娟介紹。
早年間，來自山東省平度市的47克青豐一號小麥種子、20克馬家溝芹菜種子、21克明村大黃埠西瓜種子、10克櫻桃番茄種子隨我國神舟七號載人飛船一起飛上太空，種子返回地面后，運用選育、雜交等技術，豐富了育種遺傳資源，為培育出產量更高、抗性更強、品質更優的新品種提供了充足的技術參考與支持。
“太空西紅柿現已經過5代繁育了，今年夏天市民就能嘗鮮了。”這些西紅柿色澤比較深，而且個頭相對較大。平度市明村鎮大黃埠村黨支部書記吳仁杰說，今年村裡種了5畝太空西紅柿，長勢好、個頭大、產量高，而且非常甜，“據專家檢測，它所含的番茄紅素要比普通西紅柿高出4到6倍。”
原產於北美地區的蔓越莓，如今成了黑龍江特產。為了培育出擁有自主知識產權的蔓越莓新品種，黑龍江省撫遠市的蔓越莓種子曾兩度搭乘神舟飛船。比拳頭大的彩椒、又大又甜的草莓……太空種子落地發芽結果，扮靚百姓餐桌，豐富著人們的味蕾。
“從糧食作物、蔬菜水果到花卉牧草等，航天育種的一大批新品種已走入市場、走上餐桌，進入日常生活。”劉錄祥介紹，我國先后利用各類航天器，搭載植物種子、菌種、試管苗等，從小麥、水稻、玉米、大豆、油菜、花生、棉花等主要糧棉油作物，以及番茄、辣椒、黃瓜等園藝作物中，育成和應用了一系列新品種，在牧草、林木、花卉等領域也有一定規模的推廣應用。
不是所有的種子上天后都會發生奇妙變化。有的種子在空間飛行一周，最長的在太空中遨游了27天，能夠改變的概率可能隻有千分甚至於萬分之幾。“不管是航天育種，還是其他育種方法，歸根結底都是創造變異、選擇變異，然后利用變異的過程。育種專家培育太空種子，不僅追求產量，同時也看重品質提高、營養改善等優良性狀。”劉錄祥介紹。
種子篩選是航天育種的第一步。“航天器的每一克載荷資源都很寶貴，上天的種子都是精挑細選出來的。”劉錄祥說，航天育種材料種類豐富，既有主要農作物、經濟作物等種子，也有不同地方特色品種和珍稀物種的種子，還有微生物菌種等。近年來，在全國航天育種協作組和航天育種產業創新聯盟推動下，一批批“希望的種子”乘著神舟飛船升空、跟著“嫦娥”航天器繞月，實現批量化航天育種。
“太空旅行”是第二步，在這之后，距離成為真正的太空種子還有很長的路。據介紹，要培育出比較成熟的品種，至少要8—10年時間。漫長的選育過程中，產量、抗性、品質、市場價值等每一項都要過關。一竞技平台任何一個環節出了問題，就可能導致前功盡棄。“大量的品系在試驗的過程中被淘汰，留下來的隻有通過專業機構品種審定（或鑒定）的，才叫太空種子，比例非常小。”劉錄祥說。
如今，經過航空育種的小麥在內蒙古自治區呼倫貝爾地區及周邊的種植面積達到200萬畝以上。“航天育種只是一種誘變方法，回到地面后的選育方法與常規育種沒有太大區別。”呼倫貝爾農墾拉布大林農牧場有限公司技術員楊光偉介紹，種子回來后，要進行地面第一次試種，出苗后選擇有良好變異的單株進行第二代種植，然后把好的突變體后代再進行第三代種植，經過多代繁育最終獲得穩定的新品種。
3月8日，北大荒薯業集團與航天生物集團廣梅航天育種研發中心簽訂空間生物搭載試驗項目合作協議，合作期限3年。試驗過程中，北大荒薯業將提供馬鈴薯薯粒（三個品種）、馬鈴薯實生籽（三個組合）進行搭載試驗。“種薯是馬鈴薯產業健康發展的關鍵。目前，航天育種已成為創制新種質資源的重要途徑。”北大荒薯業集團相關負責人馬力說。
在中國農業科學院作物科學研究所大廳，各式各樣的太空種子被裝在一排排貼有品種標簽的透明罐子裡。中國農業科學院作物科學研究所從1994年開始航天育種研究工作，至今已有30年。
“魯原502”就是由中國農業科學院作物科學研究所和山東省農業科學院原子能農業應用研究所合作選育的高產優質小麥品種，也是目前我國航天育種中單一品種累計推廣面積最大的農作物品種。“‘魯原502’解決了小麥大穗型品種易倒伏的難題，已成為全國主導品種，累計推廣1億畝。”劉錄祥說。
水稻、小麥、棉花、蔬菜……利用航空育種技術，我國已培育出一系列高產、優質的農作物新品種。國審超級稻品種Ⅱ優航1號，實現了高產與優質的協同改良，創造並保持了再生稻百畝單產世界紀錄﹔2021年通過河北省審定的高產優質面條小麥品種航麥802，一竞技平台耐鹽性和綜合抗病性突出，適應性強﹔2022年通過新疆維吾爾自治區審定的高產優質小麥品種航麥106，抗白粉病、葉鏽病和條鏽病能力強，膳食纖維含量高。
航天育種的關鍵之一是種子材料的空間搭載。2006年全國航天育種協作組組建，聯合有關方面啟動航天育種工程，發射首顆育種衛星“實踐八號”。根據計劃，2024年將與中國空間技術研究院聯合推進可重復利用返回式衛星工程，發射第二顆航天育種專用衛星。同時，目前利用地面高能加速器模擬宇宙粒子開展的航天誘變機理研究也取得良好進展。
“值得一提的是，現在我們有了自己的空間站，開啟了空間站時代的航天育種。”劉錄祥說，育種專家可以通過開發空間輻射生物學艙外暴露裝備與技術，開展真正的太空誘變育種，構建基於空間站的航天育種新體系，一方面可以精准設計和深度解析航天誘變機理，另一方面可以開展航天育種關鍵技術及重大基因誘變發掘與性狀整合，開發多樣化的新品種。接下來，將結合推進種業振興行動等重大工程，發揮航天育種在新種源創制中的優勢，開展協同攻關。
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