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被搭载“上天”的作物种子,发挥了什么作用

2020-09-03 09:57:06 整理发布   转载来源:光明日报  

近日,在甘肃兰州召开的草业航天育种专题研讨会上,经过神舟三号飞船搭载选育的中天1号紫花苜蓿草种备受关注。“经过16年选育研究,中天1号紫花苜蓿草种已于2018年经全国草品种审定委员会审定通过,实践证明,该草种质优稳定、丰产性状突出...《被搭载“上天”的作物种子,发挥了什么作用

近日,在甘肃兰州召开的草业航天育种专题研讨会上,经过神舟三号飞船搭载选育的中天1号紫花苜蓿草种备受关注。“经过16年选育研究,中天1号紫花苜蓿草种已于2018年经全国草品种审定委员会审定通过,实践证明,该草种质优稳定、丰产性状突出。”中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所抗逆牧草育种与利用团队首席专家杨红善介绍。其实,无论在开展高科技育种、拓宽育种途径、创制新的高产优质品种,还是面向国家农业和生态建设等服务国计民生方面,利用载人航天技术开展的空间诱变育种实验均展现出不俗的成绩。

航天育种创造经济规模超2000亿元

航天育种是航天技术、生物技术与农业育种技术相结合的育种新途径。利用航天器搭载生物材料在宇宙环境强辐射、微重力和弱地磁的共同作用下,空间诱变产生基因组水平上的变异,返回地面后经过至少4代地面选育,筛选出携带新性状的新材料、新种质,最终培育出遗传稳定、品质优良的新品系、新品种。

与常规地面辐射育种突变相比,航天搭载空间诱变产生的突变材料具有成活率高、变异频率高、突变幅度大、稳定性强、育种周期短等优势。育种专家们借助载人航天工程提供的平台,利用特殊的空间环境培育出农作物新产品,极大提升了农业生产技术水平。

航天育种在我国粮食安全和生态环境建设等诸多领域作出了重要贡献,培育的小麦、水稻、玉米、大豆、棉花和番茄、辣椒等园艺作物新品种累计种植推广面积超过240万公顷,增产粮食约13亿公斤。据估算,航天育种创造直接经济规模超过2000亿元。

超200种航天育种新品种通过审定

中国的航天育种始于20世纪80年代。最初搭载种子的目的是为了探测太空环境对植物遗传的影响。研究表明,这些上天的种子发生了一系列变异:经历空间环境的萝卜种子幼苗茁壮,搭载上天的大蒜种子长出的蒜头竟重达150克。于是,中国航天育种的研究也逐渐步入正轨,航天育种学科不断发展。

中国载人航天工程自立项实施以来,中国载人航天工程办公室相继策划实施了一系列航天育种实验项目。自1999年神舟一号飞行任务开始至今,中国载人航天工程办公室在工程历次飞行试验中,利用神舟飞船、空间实验室及新一代载人飞船试验船等飞行器的资源余量,组织开展了累计百余种、5000多份作物种子和植物材料的空间搭载诱变实验,经过多年的地面选育和科学研究,截至目前,共有超过200种航天育种新品种通过国家及省部级评审。

天宫二号搭载了高等植物培养实验,是国际上首次在太空环境下获得拟南芥开花基因启动子控制的绿色荧光蛋白实时图像,也是我国首次成功进行了植物“从种子到种子”的全生命周期培养,为未来建立以植物为基础的空间生命生态系统提供了有益借鉴。

航天育种成果惠及百姓生活

经过30多年的研究和应用,航天育种的成果已经悄然融入老百姓生活的方方面面,不仅推动了农作物的改良,还将被应用在食品加工、酒类酿造、生物制药、石油开采等诸多方向。

中国的牧草航天育种尚处于初始阶段,主要集中于苜蓿品种的选育研究,未来尚有广阔的发展空间,目前已经成功培育出的“中天1号紫花苜蓿”“农菁14号紫花苜蓿”等国家级、省部级牧草品种,推进了草类植物太空育种研究发展,已在全国推广种植25万亩以上,有效解决了国内优质高产品种少、国外引进品种退化快等问题。

近年来,航天育种技术成果在脱贫攻坚中也发挥了显著作用。利用空间诱变育种技术,华南农业大学成功地在普感稻瘟病的品种“丽江新团黑谷”和“中二软占”中诱变和创制出一批抗病乃至达到免疫的新种质。利用这些抗病种质资源,培育出更为优质丰产高抗稻瘟病的新品种。

中国空间站预计在2022年前后建造完成并投入在轨运营。中国空间站建成后将作为国家级太空实验室,具备支持近地轨道长期载人飞行的能力,开展多领域的空间科学实验和技术试验,研究解决人类在太空长期生存的基本问题,能为多领域科学家开展空间科学研究提供更多更好的实验条件和机会,包括航天育种在内的各类研究成果必将更多地惠及普通百姓生活。


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