周軍
“神舟十三號”載人飛船返回艙在北京開艙,搭載的作物種子順利出艙。什么樣的種子能拿到太空旅行的珍貴“船票”?當一粒種子進入浩瀚太空,會經(jīng)歷怎樣的奇妙旅程?“天選之種”又將如何改變我們的生活?
搭載“神舟十三號”返回的不僅有中藥材種子,還有水稻、生菜等各類植物種子。它們來自不同地區(qū)、單位。有些側重于基礎研究,有些則側重于品種培育,可謂“八仙過海,各顯神通”。
航天器載荷資源寶貴,每一克都要發(fā)揮最大價值。因此,種子進入太空的門檻不低。只有那些遺傳穩(wěn)定性高、綜合性狀好的,才能脫穎而出,開啟“太空育種”之旅。
太空育種,也稱航天育種、航天誘變育種,是利用太空的特殊環(huán)境誘使植物種子發(fā)生基因變異,進而選育植物新品種,創(chuàng)造農(nóng)業(yè)育種材料,豐富基因資源。這是一種將輻射、航天、育種和遺傳等學科綜合起來的高新技術。簡單來說,讓種子先“上天”再“入地”,經(jīng)過篩選、雜交、鑒定等,最終形成新種質資源的過程,就是太空育種。
太空具有微重力環(huán)境,還有帶電的高能粒子,搭載上去的種子和生物材料在受到弱輻射時會產(chǎn)生變異。將產(chǎn)生這種變異的種子,再帶回到地面上進行種植,選擇那些可遺傳且符合我們?nèi)祟愐蟮淖儺悾^而把它們育成新品種。
與傳統(tǒng)育種技術相比,太空育種最大優(yōu)勢在于空間誘變材料的變異率高、育種周期短,可在相對較短時間內(nèi)創(chuàng)制出高產(chǎn)、早熟、抗病等性狀優(yōu)良的種質資源。
以前想找到一個新的育種材料,可能要歷時10年、20年,甚至得翻山越嶺尋找自然突變植株,而航天任務能在相對短時間里帶回大量突變材料。
航天誘變提供了盡可能多的基因源材料,為育種按下“快捷鍵”。從安全性上來說,沒有導入任何外源基因的太空育種與常規(guī)輻射誘變育種相比,二者都是植物自身的基因組序列發(fā)生了改變,培育出的產(chǎn)品都一樣安全。
航天服務于國計民生,育種便是其中的典型。1987年8月5日,我國第九顆返回式衛(wèi)星搭載著精挑細選的小麥、水稻、青椒等百余個品種的農(nóng)作物種子,順利完成了首次“太空之旅”。返回地球后,它們被分發(fā)至各地科研機構。經(jīng)過雜交選育,這批種子中培育出了大豆“鐵豐18”、棉花“魯棉1號”等一批獲得國家發(fā)明獎的優(yōu)良新品種。
此后,種子便成了搭載航天器的“??汀?。品類既包括農(nóng)作物、油料作物等,也包括不同地方主栽特色品種和稀缺物種的種子。
“神舟十二號”載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。一同著陸的還有水稻、小麥、玉米等作物種子,石斛等中草藥種子,以及甜瓜、葡萄、蘭花、玫瑰花等水果花卉種子,甚至還有富含微生物的窖泥、酒曲等。
上過太空的種子正在豐富著百姓的餐桌。不少太空育種的成熟品種不僅是試驗田里的“樣本”,而且已經(jīng)成為食材,端上了普通人的餐桌。
經(jīng)過30多年的實踐,中國通過航天育種已篩選新材料1200多份,培育水稻、小麥、大豆、蔬菜等新品種260多個,年推廣面積4000多萬畝。據(jù)初步估算,航天搭載育種已產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益超過2000億元。目前,我國太空育種的育成品種數(shù)量和推廣應用范圍處于世界第一位;空間誘變機理的研究水平和太空育種技術成果在農(nóng)業(yè)上的推廣應用水平,已經(jīng)達到世界領先水平。