太空種子結(jié)碩果 我國航天育種創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益逾千億元
發(fā)布時間:2024-04-12 11:24:59來源:
在清明節(jié)前的播種季節(jié),江西省遂川縣碧洲鎮(zhèn)的農(nóng)民王頭生,總是隔三差五地來到他的水田邊,滿懷期待地查看那些正在生長的“太空蓮”。他指著那些已經(jīng)長出立葉的蓮花,滿臉喜悅地說:“你看,這些蓮花長勢喜人,只要后期管理得當(dāng),收成肯定差不了。”
王頭生口中的“太空蓮”,其實是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所通過航天育種技術(shù)培育出的新品種“太空蓮36號”。這種蓮子不僅產(chǎn)量翻倍,口感也鮮甜可口,深受市場歡迎。王頭生預(yù)計,他的水田每畝能產(chǎn)出1000斤的蓮子,毛收入能達到6000元,這讓他對“太空蓮”充滿了信心,認(rèn)為這確實是一條實實在在的致富之路。
航天育種,也被稱為太空育種,是一種利用宇宙射線、微重力、高真空等特殊環(huán)境誘發(fā)種子基因變異,從而培育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗植物新品種的育種技術(shù)。據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所黨委書記、國家航天育種工程首席科學(xué)家劉錄祥介紹,自1987年我國第九顆返回式衛(wèi)星首次搭載水稻、辣椒等種子進入太空以來,我國已進行了3000余項航天育種搭載實驗,育成了260多個主糧審定品種,以及上百個蔬菜、水果、林草、花卉新品種。這些新品種的推廣和應(yīng)用,每年為我國增產(chǎn)糧食20多億公斤,創(chuàng)造了直接經(jīng)濟效益逾千億元。
在“蔬菜之鄉(xiāng)”山東省壽光市,中國國際蔬菜科技博覽會的航空育種展區(qū)里,展示著13個航天育種的新品種蔬菜,包括番茄、茄子、辣椒等。這些新品種蔬菜長勢良好,具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟、抗病力強等優(yōu)點,深受消費者喜愛。場館負(fù)責(zé)人馬尊娟介紹,這些新品種的推廣和應(yīng)用,不僅豐富了人們的餐桌,也為農(nóng)民帶來了更高的經(jīng)濟效益。
回想起早年間,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,隨著神舟七號載人飛船一起飛上太空的情景,人們不禁感嘆科技的力量無窮。如今,這些經(jīng)過太空之旅的種子已經(jīng)化身為一大批優(yōu)質(zhì)的新品種,走入市場、走上餐桌,成為了人們?nèi)粘I钪械囊徊糠?。這不僅展示了我國航天育種技術(shù)的成果,也體現(xiàn)了科技對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的巨大推動作用。種子重返大地,經(jīng)過選育與雜交技術(shù)的巧妙運用,育種遺傳資源得到了極大的豐富,為培育出產(chǎn)量更高、抗性更強、品質(zhì)更優(yōu)的新品種提供了堅實的技術(shù)支撐。
“太空西紅柿已經(jīng)歷了五代繁衍,今年夏天,市民們將有機會品嘗到這一獨特的果實。”這些西紅柿色澤深邃,個頭也比普通西紅柿要大。平度市明村鎮(zhèn)大黃埠村的黨支部書記吳仁杰興奮地分享道,今年村里種植了五畝太空西紅柿,長勢喜人,產(chǎn)量高,口感甜美。“據(jù)專家檢測,其番茄紅素的含量比普通西紅柿高出四到六倍。”
原產(chǎn)于北美的蔓越莓,如今在黑龍江的土地上煥發(fā)出新的生機。為了培育出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的蔓越莓新品種,黑龍江省撫遠(yuǎn)市的蔓越莓種子曾兩度搭乘神舟飛船遨游太空。比拳頭還大的彩椒、甜度滿滿的草莓……這些太空種子落地生根,結(jié)出的果實不僅豐富了百姓的餐桌,更滿足了人們的味蕾需求。
“從糧食作物到蔬菜水果,再到花卉牧草,航天育種的一大批新品種已經(jīng)走進市場,成為我們?nèi)粘I畹囊徊糠帧?rdquo;劉錄祥介紹道,我國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、大豆等主要糧食作物,到番茄、辣椒、黃瓜等園藝作物,都育成了一系列新品種,并在牧草、林木、花卉等領(lǐng)域進行了廣泛的推廣應(yīng)用。
然而,“太空旅行”后的種子,要想真正成為太空種子,還有很長的路要走。并非所有種子上天后都會發(fā)生奇妙的變化。有的種子在空間飛行一周,最長的在太空中遨游了27天,但能夠發(fā)生變異的概率可能只有千分甚至萬分之幾。“無論是航天育種還是其他育種方法,其核心都是創(chuàng)造變異、選擇變異,然后利用這些變異。育種專家在培育太空種子的過程中,不僅追求產(chǎn)量的提升,更看重品質(zhì)的提高和營養(yǎng)的改善。”劉錄祥解釋道。
種子篩選是航天育種的第一步,而這一步驟需要極其精細(xì)和謹(jǐn)慎。由于航天器的載荷資源極為寶貴,每一克都承載著科研人員的心血和期望。"上蒼的種子,每一顆都是經(jīng)過精心挑選的。"劉錄祥如此說道。航天的育種材料豐富多樣,涵蓋了主要農(nóng)作物、經(jīng)濟作物,還有那些充滿地方特色的品種和珍稀物種的種子,甚至包括微生物菌種等。在全國航天育種協(xié)作組和航天育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的推動下,一批批寄托著希望的種子,搭乘神舟飛船遨游太空,跟隨"嫦娥"航天器繞月,實現(xiàn)了批量化航天育種。
然而,"太空旅行"只是開始,真正的太空種子之路還很長。劉錄祥解釋說,要培育出成熟的品種,至少需要8到10年的時間。在這個過程中,產(chǎn)量、抗性、品質(zhì)、市場價值等每一項指標(biāo)都必須經(jīng)過嚴(yán)格的篩選。任何一個環(huán)節(jié)的失誤,都可能導(dǎo)致整個育種過程的失敗。只有那些經(jīng)過專業(yè)機構(gòu)品種審定(或鑒定)的種子,才能被稱為真正的太空種子,這個比例其實非常小。
如今,經(jīng)過航空育種的小麥在內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾地區(qū)及周邊的種植面積已經(jīng)達到了200萬畝以上。呼倫貝爾農(nóng)墾拉布大林農(nóng)牧場有限公司的技術(shù)員楊光偉介紹,航天育種只是一種誘變方法,種子回到地面后的選育方法與常規(guī)育種并沒有太大的區(qū)別。種子回到地面后,需要進行第一次試種,選擇出具有優(yōu)良變異的單株進行第二代種植,然后再選擇表現(xiàn)良好的突變體后代進行第三代種植,經(jīng)過多代的繁育,最終獲得穩(wěn)定的新品種。
3月8日,北大荒薯業(yè)集團與航天生物集團廣梅航天育種研發(fā)中心簽訂了為期三年的空間生物搭載試驗項目合作協(xié)議。在試驗過程中,北大荒薯業(yè)將提供馬鈴薯薯粒(三個品種)和馬鈴薯實生籽(三個組合)進行搭載試驗。北大荒薯業(yè)集團的負(fù)責(zé)人馬力表示,種薯是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵,而航天育種已經(jīng)成為創(chuàng)制新種質(zhì)資源的重要途徑。隨著中國空間站的正式建成,航天育種的前景將更加廣闊。在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所的寬敞大廳中,一排排透明的罐子整齊地排列著,罐子上貼著各種品種的標(biāo)簽,里面裝著形態(tài)各異的太空種子。這些種子見證了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所自1994年以來,長達30年的航天育種研究歷程。
“魯原502”小麥,就是這一科研歷程中的璀璨明珠。這是由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所與山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究所聯(lián)手培育出的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥品種。它不僅攻克了小麥大穗型品種易倒伏的難題,更在全國范圍內(nèi)廣泛推廣,累計種植面積超過1億畝,成為名副其實的全國主導(dǎo)品種。
水稻、小麥、棉花、蔬菜……這些我們?nèi)粘I钪谐R姷霓r(nóng)作物,都在航天育種技術(shù)的助力下煥發(fā)出新的生機。國審超級稻品種Ⅱ優(yōu)航1號,以其高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的雙重特性,刷新了再生稻百畝單產(chǎn)的世界紀(jì)錄;耐鹽性強、綜合抗病性突出的航麥802,以及抗白粉病、葉銹病和條銹病能力強的航麥106,都是航天育種技術(shù)的杰出代表。
航天育種的成功,離不開種子材料的空間搭載這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)。自2006年全國航天育種協(xié)作組成立以來,航天育種工程不斷取得新的突破。首顆育種衛(wèi)星“實踐八號”的成功發(fā)射,標(biāo)志著我國航天育種技術(shù)邁出了重要的一步。而根據(jù)計劃,2024年,我們將與中國空間技術(shù)研究院攜手,推進可重復(fù)利用返回式衛(wèi)星工程,發(fā)射第二顆航天育種專用衛(wèi)星,為航天育種事業(yè)注入新的活力。
同時,地面上的研究也在緊鑼密鼓地進行。利用地面高能加速器模擬宇宙粒子,開展航天誘變機理研究,已經(jīng)取得了顯著的進展。這些研究成果,為航天育種提供了堅實的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
“現(xiàn)在,我們有了自己的空間站,航天育種迎來了新的發(fā)展機遇。”劉錄祥興奮地說。育種專家們將利用空間站的獨特環(huán)境,開發(fā)空間輻射生物學(xué)艙外暴露裝備與技術(shù),開展真正的太空誘變育種,構(gòu)建基于空間站的航天育種新體系。這將為我國的航天育種事業(yè)開辟新的篇章,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展注入新的動力。在探索宇宙的道路上,我們不僅可以洞察航天誘變的深層機制,而且可以深入挖掘航天育種的關(guān)鍵技術(shù)與重大基因誘變。我們將致力于整合這些性狀,從而開發(fā)出豐富多樣的新品種。展望未來,我們將結(jié)合種業(yè)振興行動等重大工程,充分發(fā)揮航天育種在新種源創(chuàng)制中的獨特優(yōu)勢,開展協(xié)同攻關(guān),以期在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域取得更大的突破。通過不斷的努力與創(chuàng)新,我們期待在航天育種領(lǐng)域取得更加輝煌的成就,為人類的農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食安全貢獻更多的力量。
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