2022-11-18 10:26:08
水稻在太空結(jié)穗了！
近日，
一個(gè)激動(dòng)人心的消息
從遠(yuǎn)在太空的中國空間站傳來。
在中國空間站的生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜中，水稻和擬南芥正在茁壯成長，目前水稻可以看到一些綠色的小穗。對于水稻而言，在太空完成從種子到種子的全生命周期培育，在國際上還是第一次。
都說種地是刻在中國人基因里的天賦，如今更是將地種到了“宇宙的盡頭”。網(wǎng)友直呼：太空種糧真的實(shí)現(xiàn)了！
事實(shí)上，種子上天、太空種菜這樣的“硬核”操作，早在1957年人類發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星就已開始。航天育種作為現(xiàn)代育種技術(shù)的一種，已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用?！疤战贰薄疤辗选薄疤瘴鞴稀钡犬a(chǎn)品，在一些超市不難見到。
種子去太空出趟“差”，回來就能大變樣？航天育種的原理是什么？航天育種的農(nóng)產(chǎn)品能不能放心吃？……接下來，一起來看看，一顆種子“出差”的全過程，帶您一起揭開航天育種的神秘面紗。
種子上天猶如“開盲盒”
11月3日，夢天實(shí)驗(yàn)艙完成轉(zhuǎn)位，中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成。自中國空間站實(shí)施建造以來，航天員開展了多項(xiàng)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)研究，并取得了多項(xiàng)研究成果。在中國空間站的生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜中，水稻和擬南芥正在茁壯成長。從7月底注入營養(yǎng)液以來，水稻和擬南芥經(jīng)歷了萌發(fā)、生長，并進(jìn)入到成熟階段。
“空間站提供了長期實(shí)驗(yàn)的環(huán)境，后續(xù)的種子、葉片，我們會進(jìn)行收集，帶回到地面上，進(jìn)行更深入研究?！贬槍Υ舜卧谔战Y(jié)穗的水稻后續(xù)科研工作，中國科學(xué)院空間應(yīng)用中心研究員集成技術(shù)中心副主任張璐在接受媒體采訪時(shí)這樣說道。
這也就意味著，送種子“上天”，只是航天育種的第一步。航天育種也稱空間誘變育種，是將作物種子搭乘返回式航天器送到太空，利用太空特殊的環(huán)境誘變作用，使種子產(chǎn)生基因變異，再返回地面，經(jīng)過選育，形成特性穩(wěn)定的新品種。
之所以選擇“上天”，是因?yàn)樽匀唤绲幕蜃兓l(fā)生非常緩慢，而太空為基因變異提供了一個(gè)絕佳的輻射場所。宇宙的環(huán)境遠(yuǎn)比地球復(fù)雜，擁有宇宙射線微重力和高真空度等，在這種環(huán)境中引起植物基因變異的概率更高、程度更徹底、周期更短，可以為科學(xué)家們提供盡可能多的基因源材料，為育種按下“快捷鍵”。
而種子在太空發(fā)生的一切反應(yīng)，對科學(xué)家來說就像是在“開盲盒”。
因?yàn)樵谶@趟種子們的“出差”過程中，哪顆種子能被宇宙射線擊中？基因?qū)⑷绾胃淖?？這些都是未知數(shù)。只有將經(jīng)歷了太空旅行的種子帶回地球進(jìn)行后續(xù)觀察，一些種子的后代可能會長得又快又好，或者在病蟲害方面的抵抗力大幅提升。科研人員再根據(jù)其中“優(yōu)等生”的性狀表現(xiàn)，從中篩選出變異基因，并培育成為新品種。
被宇宙粒子擊中的“幸運(yùn)兒”
“普通雜交稻需要150多天成熟，而‘錦優(yōu)90’生育期縮短了10多天，依舊可以做到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)?！?0月中旬，成都市新都區(qū)馬家鎮(zhèn)的稻田一片金黃。經(jīng)過農(nóng)業(yè)專家現(xiàn)場測產(chǎn)，這個(gè)由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)核技術(shù)研究所和四川省水稻航天育種工程研究中心共同選育的航天優(yōu)質(zhì)稻新品種的表現(xiàn)十分出色。
Δ航天優(yōu)質(zhì)稻“錦優(yōu)90”測產(chǎn)。
在甘孜巴塘，同樣有過星際旅行經(jīng)歷的航天育種土豆新品種“紅美微”在這里落地生根。這種土豆看起來像紅薯，但鮮嫩多汁，削皮后就能吃，像水果一樣清香微甜，口感爽脆。
Δ航天育種土豆新品種“紅美微”。 圖源康巴傳媒
Δ航天育種土豆新品種“紅美微”。 楊丹 攝
由此可見，航空育種的成果已在我們的生產(chǎn)生活中廣泛應(yīng)用。而一粒種子經(jīng)過太空旅行，再來到老百姓的餐桌，這個(gè)過程并不容易。
由于載人航天工程的載荷資源非常珍貴，種子必須經(jīng)過純度、凈度、發(fā)芽率等標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛的篩選才能成為“天選之子”，跟隨著宇航員一同在太空“出差”。上了天的種子也不見得都能順利完成任務(wù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，能順利完成基因突變的種子可能不到10%。有些種子在宇宙環(huán)境里并不發(fā)生變化，有的甚至?xí)l(fā)生結(jié)實(shí)性降低、成熟期延長、甜份流失等負(fù)面的變化。
而那些被宇宙射線擊中且發(fā)生良性基因改變的“幸運(yùn)兒”，回到地球后有時(shí)還要被送到全國各地多個(gè)生態(tài)區(qū)進(jìn)行篩選、繁殖，再經(jīng)過多年、多個(gè)生態(tài)地點(diǎn)的測試，連年優(yōu)秀者經(jīng)過專門審定委員會的鑒定，才能最終來到市場，整個(gè)過程可能耗時(shí)6到8年。
資料顯示，自1987年中國首次將水稻、辣椒等農(nóng)作物種子送上太空后，目前我國已培育出 700 余個(gè)航天育種新品系、新品種，其中通過國家或省級審定的超過200個(gè)，年種植面積3000多萬畝，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。目前，我國太空育種的育成品種數(shù)量和推廣應(yīng)用范圍處于世界第一位。
航天育種的農(nóng)產(chǎn)品
能放心吃嗎
磨盤大的南瓜、比拳頭大的彩椒、又大又甜的太空草莓……有人擔(dān)心，太空育種的農(nóng)產(chǎn)品，經(jīng)過太空輻射變異之后還可以放心吃嗎？會不會有輻射殘留？
“當(dāng)然安全?！焙教煊N產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長趙輝表示，上過天的植物種子雖然發(fā)生了變異，但并沒有外源基因的導(dǎo)入，僅僅是提高了變異頻率，這些變異與自然變異無異。同時(shí)，科研人員也通過相應(yīng)的品質(zhì)檢測和多年的品種應(yīng)用證明了航天育種的安全性。
與此同時(shí)，由于搭載空間實(shí)驗(yàn)的機(jī)會有限，通過在地面模擬航天誘變、核輻射誘變技術(shù)育出的農(nóng)產(chǎn)品也越來越多。育種家在地面利用高能加速器、核輻射技術(shù)開展種子的誘變工作，補(bǔ)充了航天育種的局限性，實(shí)現(xiàn)一年多次實(shí)驗(yàn)培育新品種。
也有觀點(diǎn)認(rèn)為，航天育種的終極目標(biāo)并不在地球之上，而是為了實(shí)現(xiàn)“在火星種土豆”的愿望。
事實(shí)上，“在火星種土豆”與航天育種是兩個(gè)不同的目標(biāo)和方向。航天育種是利用空間環(huán)境誘變種子，致力于服務(wù)地面人類，培養(yǎng)產(chǎn)量更高、質(zhì)量更優(yōu)、抗逆性更強(qiáng)的農(nóng)作物品種。而在太空種植農(nóng)作物則是為人類逐夢深空提供空間生命支持系統(tǒng)，搶占未來太空長期居留和科技生活制高點(diǎn)。
種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”。目前我國農(nóng)業(yè)育種面臨著擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的種質(zhì)資源匱乏的難題，制約著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而航天育種作為航天技術(shù)、生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)育種技術(shù)相結(jié)合的高科技育種新途徑，已經(jīng)在種質(zhì)資源創(chuàng)新和“攥緊中國種子”方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
我們的目標(biāo)，是星辰大海。
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