航天育種工程：“科技花”孕育“太空種”

9月26日，我國首顆航天育種衛(wèi)星“實(shí)踐八號”返回的農(nóng)作物種子交接儀式在京舉行，國防科工委主任張云川將返回的種子交付給農(nóng)業(yè)部部長杜青林。這標(biāo)志著我國首顆航天育種衛(wèi)星的研制、發(fā)射和回收工作圓滿結(jié)束，航天育種工程已邁入地面選育階段。科學(xué)家們興奮地說，發(fā)展具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的航天育種技術(shù)乃至空間生物產(chǎn)業(yè)，對于繼續(xù)保持我國在該領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

　　“太空種子”為何不同凡響？

　　育種研究周期縮短約一半

　　種植后質(zhì)量更優(yōu)產(chǎn)量更高

　　9月24日10時43分，經(jīng)過15天的太空漫游，我國第一顆航天育種衛(wèi)星――“實(shí)踐八號”在四川省遂寧市成功著陸。我國的航天育種研究始于1987年，到目前為止已利用返回式衛(wèi)星先后成功地進(jìn)行了13次70多種農(nóng)作物的空間搭載試驗(yàn)，但專門通過航天衛(wèi)星進(jìn)行農(nóng)作物育種的研究尚屬首次。

　　據(jù)國家航天育種工程項(xiàng)目首席專家、中國農(nóng)科院航天育種中心主任劉錄祥研究員介紹，此次發(fā)射的“實(shí)踐八號”育種衛(wèi)星是我國第一顆以空間誘變育種為主要任務(wù)的返回式科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星。衛(wèi)星上共裝載水稻、麥類、玉米、棉麻等2020份農(nóng)作物種子以及幼苗和微生物菌種等生物材料，共包括了152個物種，其中植物133種、微生物16種、動物3種（線蟲、蜜蜂和家蠶）。

　　種子上天后真的會發(fā)生奇妙的變化嗎？和常規(guī)育種相比，航天育種有什么特殊之處呢？劉錄祥告訴記者，種子在太空中確實(shí)會發(fā)生一些變異，航天育種的有益突變率可以達(dá)到3％―5％，經(jīng)航天育種產(chǎn)生的變異一般在第三、四代即可穩(wěn)定。因此，與常規(guī)育種8-10年的研究時間相比，航天育種的研究周期可縮短一半左右，3-5年就可培育出性狀穩(wěn)定的新品種。

　　事實(shí)上，遨游過太空的種子的確不同凡響。這些種子返回到地球上，再經(jīng)過科研人員的精心選育，奇跡不斷出現(xiàn)：“宇番1號”番茄，果實(shí)橘黃色、味甜、肉厚、籽少，平均單果重250克，最大單果重800克；“太空5號”小麥，是我國利用航天技術(shù)育成并審定的第一個優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)小麥新品種；“11優(yōu)航1號”，是航天技術(shù)育成的全國首個百畝畝產(chǎn)突破900公斤的超級稻，至今仍保持再生稻頭季、再生季和全國百畝畝產(chǎn)3項(xiàng)世界紀(jì)錄，推廣面積達(dá)到200萬畝……

　　截至目前，我國已育成60多個具有穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)性能的糧食、棉花、油料等農(nóng)作物新品系，并進(jìn)入?yún)^(qū)域試驗(yàn)或品種審定階段。其中包括水稻、小麥、棉花、番茄、青椒和芝麻在內(nèi)的30個新品種已通過國家或省級審定，并已進(jìn)入市場推廣。據(jù)中國農(nóng)科院航天育種中心統(tǒng)計，僅該中心牽頭組織的“十五”863“稻麥航天育種”課題組，在過去4年間育成的12個水稻、小麥新品種，已經(jīng)累計推廣850萬畝，增產(chǎn)糧食3.4億公斤，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益5億元。

　　“太空糧”可以安全食用嗎？

　　不會存在不良反應(yīng)

　　擺上餐桌仍需時日

　　既然已經(jīng)有了“太空種子”，經(jīng)過航天育種生產(chǎn)出來的“太空糧”、“太空菜”與普通糧食、蔬菜有何不同？可以放心食用嗎？

　　劉錄祥解釋說，航天育種是有意識地利用空間環(huán)境條件加速生物體的變異，并沒有導(dǎo)入任何外源基因，從本質(zhì)上與自然變異沒有任何區(qū)別，只是利用宇宙輻射、微重力及弱地磁場等因素的誘導(dǎo)，使作物染色體產(chǎn)生缺失、重復(fù)、易位、倒置等基因突變。在正常情況下，植物種子產(chǎn)生這些變異需要成百上千年的時間，而航天育種只是使這個速度加快而已，并不存在安全問題。

　　此外，航天飛行回來的種子經(jīng)各種專業(yè)檢測，沒有發(fā)現(xiàn)增加任何放射性，即使直接食用也沒有危險。更何況，種子并不是返回地面直接食用，而是通過科學(xué)家的種植和研究，選出有益變異進(jìn)行推廣種植，然后才能擺上人們的餐桌。因此，食用太空種子生產(chǎn)的糧食、蔬菜等不會存在不良反應(yīng)。

　　劉錄祥強(qiáng)調(diào)，種子并非一上天就能獲得豐產(chǎn)，這是一個認(rèn)識上的誤區(qū)。種子上天并不一定就能發(fā)生優(yōu)良的變異，由于突變發(fā)生具有隨機(jī)性，也有可能出現(xiàn)不良的變異，優(yōu)良變異也不可能立刻就能穩(wěn)定遺傳，返回地面后還需要大量的篩選、穩(wěn)定和鑒定試驗(yàn)。經(jīng)過多代篩選、鑒定并由省級以上農(nóng)作物品種審定委員會審定后才能稱其為真正的“太空種子”。

　　在9月26日的種子交接儀式上，杜青林說，種子返回地面后，農(nóng)業(yè)科研部門的任務(wù)剛剛開始。航天育種工程的成效，最終要體現(xiàn)在科研成果和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。農(nóng)業(yè)部目前已組織有關(guān)科研單位完成了地面育種的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，廣大農(nóng)業(yè)科技工作者將抓緊開展空間誘變生物遺傳機(jī)理研究和地面育種試驗(yàn)，爭取早日培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的新品種。

　　“通過航天育種工程項(xiàng)目的實(shí)施，我國將選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的12-15個有重要經(jīng)濟(jì)價值的優(yōu)異新品種，使主栽品種單產(chǎn)提高10％左右，推廣面積達(dá)到3000萬―5000萬畝，增產(chǎn)糧食20億-30億斤，將創(chuàng)造數(shù)十億元的產(chǎn)值。”作為國家航天育種工程項(xiàng)目的首席專家，劉錄祥為我們描畫出了一幅中國“太空糧”的美好前景。

　　簡單地說，航天育種是將成熟的植物誘變遺傳操作技術(shù)和返回式衛(wèi)星技術(shù)相結(jié)合，利用太空特殊環(huán)境對農(nóng)作物種子的誘變作用使之產(chǎn)生變異，再返回地面選育新種質(zhì)、新材料，培育新品種的作物育種新技術(shù)。目前世界上只有我國和俄羅斯、美國3個國家掌握返回式衛(wèi)星技術(shù)，只有我國開創(chuàng)性地進(jìn)行了航天育種研究。2003年4月，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，國家發(fā)改委、財政部、國防科工委批復(fù)了農(nóng)業(yè)部、中國航天科技集團(tuán)聯(lián)合編制的航天育種工程項(xiàng)目可行性研究報告，航天育種工程項(xiàng)目正式啟動。