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太空育种,为我们生活添彩
来源:种子网           2005年02月02日   阅读:

   在海门经济开发区海门港航天育种基地的温室大棚里,通过搭载神舟三号、四号飞船在太空旅行后的一些种子,经精心栽培后,已生根、发芽,目前已是一片绿油油的喜人景象。 
什么是太空育种

太空育种是将农作物种子搭栽于返回式地面卫星,借助太空超真空、微重力及宇宙射线等地面不可模拟的环境变化,使种子发生变异,经过地面4代选育获得稳定的遗传性状,从而培育出新的农业品种来。

我国从1987年以来先后利用返回式卫星、4次利用高空气球搭载了70多种植物的40多公斤种子,主要涉及粮棉油及蔬菜、瓜果等作物。据悉,我们国家已经把太空育种列为国家863计划项目。将我国航天高科技与农业遗传育种技术相结合,综合了宇航、遗传、辐射、育种等跨学科的高新技术。目前,世界上只有美国、俄罗斯和中国成功地进行了卫星或宇宙飞船搭载的“航天育种”研究。我国的“航天育种”研究,已经居世界先进水平。中国科学院遗传达室与发育生物学研究所研究员、博士生导师刘敏女士,是中国花卉园艺植物遗传育种项目主持人、中国空间生命科学专业委员会委员和国际植物组织培养学会会员。她主持的国家863计划航天育种项目,目前已取得了很大的成果,在国际上居中领先水平。据介绍,自1986年以来,在国家863计划资助下,我国23个省市的70多家科研单位参加了多学科的研究,先后搭载了小麦、大麦、萝卜、茄子、谷子、甘草、百合、青椒、花生等多种植物进行航天试验,还曾搭载过多种微生物、家蚕等品种。已通过卫星搭载的试管苗有兰花、欧洲树莓、美国加州无核提子和美国红栌。

搭载的种子经过多年地面选育,已培育出水稻、小麦、青椒、番茄、莲子的新品种,有的产品已初具产业化规模,取得了良好经济社会效益。如经航天诱变育种培育出的航育1号水稻新品种株高降低14厘米,生长期缩短13天,增产5%至10%,累计已推广30万亩。华航1号水稻新品种穗大、粒多、结实率高,可增产10%,亩产达500公斤以上,已推广100万亩以上。江西广昌利用航一育种培植出特大粒白莲种卫星3号,每粒莲子2.4克以上,比常规品种可增产60%,目前成了江西广昌的品牌和脱贫致富的产业。

此外,人们还通过太空育种获得了许多矮秆、丰产、早熟的小麦新品系,这些小麦新品系的产量较一般品种高10%至15%;在青椒育种方面,人们通地太空育种培育出一批高产、优质、抗病的新品系,如一种名叫87-2的青椒,单果重在250克以上,亩产5000公斤左右,维生素C含量增加20%。

我国太空育种的基本情况

据中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、博士生导师刘敏教授介绍,航天育种技术对于航天、生物、农业技术等三项要求缺一不可。在种子搭载前要进行种子的纯度检测,拱载回来以后要进行地面第一次试种,会出现很多性状分离的。例如高矮不齐、要对每一株进行检测,并把有良好变异的单株进行第二代种植,这时候把形状不好的全部淘汰掉。然后,把好的突变体后代进入第三代、每四代种植。进入第四代后,一般就能获得新而稳定的幼苗品种。目前培育出的航天品种有10多个已经通过国了家的品种审定。从1996年开始进行分子标准检测,随后开展了基因组序测试。

刘敏说,目前主要有江苏海门、广西桂林等太空育种基地,和甘肃天水、陕西合阳等地都有合作。选择合作的单位都是资质好、有资金实力的单位,还要真正热爱航天育种工作,而不是纯粹想借助他们的名来进行炒作。像选择天水农业局合作“航遗1号”黄瓜,就是因为他们的态度特别诚恳。他们平均3个技术来负责一个品种,每人负责一份实验报告,而且做出的实验报告也特别认真。

刘敏说,太空育种是一个能够缩短育种周期的方法。正常的农业育种一般需要8年时间,太空育种可以缩短一半的时间,但从太空搭载回来以后,在地面上要进行不少于四代的培育,即必须要种植四代。所以一些刚从太空搭载回来的种子就说有什么特殊价值,那是不科学的。

海门太空育种已经起步

前不久,记者采访了国家级专家、享受国务院特贴专家、全国优质企业家、全国“五一”奖章荣获者、海门航天育种基地总经理刘长建。据他介绍,经过太空育种的花卉由于基因排列组合产生变异,与地面上的各种花卉相比,普遍具有花期长、颜色鲜艳和品种变多的特点。再加上人们为太空花卉冠以美名,市场前景将十分看好。据了解,目前在海门港区生长的紫叶酢浆草的叶片形状很特别,呈三角形,是一种典型的赏叶型花卉,经过太空育种之后培养出来的紫叶酢浆草叶片变得更大,颜色也变得更加艳丽。种在海门港区的这些种子为确保遗传基因的稳定、防止病虫害,在移栽之前工人们对培养土进行了高温消毒,杀死病菌。紫叶酢浆草是第一个推广向市场的太空花卉,将于明年元旦期间首先进入上海花卉市场。在未来一两年的时间里它们将走进平常家中。

刘长建说,作为国内的三大航天育种基地之一的海门航天育种基地,由中国科学院遗传与发育生物学研究所和我市昱景资源环境投资有限公司共同兴办,它是高科技育种与生产相结合的农业科技成果转化与创新基地。海门基地将来定向整个华东市场。海门航天育种基地于10月初播下了9种花卉、蔬菜种子。它们分别是1996年搭载返回式卫星进入太空的太空黄瓜、太空苋菜、埃及帝王菜;2002年搭载神舟3号飞船进入太空的太空兰花、太空树莓、太空菜葫芦、太空三角叶酢浆草、太空葡萄;在今年初搭载神舟4号飞船进入太空的太空西红柿。通过太空育种培育出的果蔬能表现出高产、抗病、维生素含量高等特性。发一个黄瓜重达1500克、一个青椒也可达到三四百克。

据悉,以选育和推广优质有潜力的太空园艺作物为主的海门航天育种基地,计划到2005年底,太空花卉种植面积达到370亩,其中70亩用于筛选种子,300亩用于大面积制种。太空花卉试管育苗达到年产1000万株、太空花卉种子1000万袋的规模。

太空育种出的蔬菜吃起来安全吗?

据有关专家说,太空育种并没有经过人为的方法将外源基因导入作物中使这产生变异,作为一种诱变育种技术,它可使作物本身的染色体产生缺失、重复、易位、倒置待基因突变。

这种产生变异和自然界植物的自然变异一样,只是时间和频率有所改变,本质上只是加速了生物界需要几百年甚至上千年的自然变异。太空中宇宙射线和辐射较强,这是植物发生基因变异的重要条件。目前人工辐射育种中的辐射剂量只是国际食品安全辐射理和几十分之一,而太空中的辐射剂量还不到辐射育种辐射剂量的百分之一。

宇宙射线引起的基因变异经常会让人想到转基因食品转基因作物是用外源基因导入植物体内而培育出的新品种,如转基因大哺养是非大哺养植物甚至动物、微生物的基因导入而产生的变异而太空育种则是让作物的种子自身发生变异。我国颁布的有关转基因安全管理规定中特别排除了对自身通过突变产生的新物种的管理,这也说明太空育种是非常安全的。

虽然太空育种前景诱人,但目前这项事业的产业化还不尽如人意,许多成果还停留在中试阶段和小规模生产阶段。太空育种是一个育种研究过程,搭载回来的种子只是走完万里长征第一步,不是一上去就“变大”,整个研究最繁重和最重要的工作是在地面上完成的。种子上了天并不一定都能发生性状优异的突变,即使出现优异突变,也不可能即刻就能稳定遗传,需要进行大量的地面筛选、稳定和鉴定试验,夸大“上天”的作用是一种错误认识。据统计,以太空育种最多的水稻为例,最好的品种也只推广了100万亩,这和杂交水稻推广上亿亩的规模有天壤之别。应当看到,太空育种是一个全新的交叉学科,涉及到诸多领域,其本身还不是十分成熟和完善。
    
    从陆地到天空,每一个新的疆域都大大地推进了人类文明的发展。真正的太空时代是啥样?也许我们谁都无法想象。但是,随着中国第一位航空员杨利伟进入太空,可以确信,我们直接享用太空文明成果不再遥远。