中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所抗逆牧草育種與利用創(chuàng)新團(tuán)隊日前順利取回5份中天系列苜蓿和燕麥等種子材料。這些材料已在中國空間站空間輻射生物學(xué)暴露裝置上經(jīng)歷了11個月艙外輻射，近日由神舟十七號飛船帶回地球。
科研人員后續(xù)將以該批種子為研究對象開展地面選育實(shí)驗，聚焦提高產(chǎn)量、提升品質(zhì)和增強(qiáng)抗性，培育優(yōu)良牧草新品種，為我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。蘭州牧藥所在航天育種領(lǐng)域具有多年工作經(jīng)驗，已成功培育出“中天1號、2號、3號”三個國家苜蓿新品種和“中天4號”省級燕麥新品種，這些品種已在生產(chǎn)中廣泛推廣應(yīng)用。
據(jù)悉，航天育種是一種前沿科研手段，能夠提供原創(chuàng)、安全、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的育種材料和種質(zhì)基因源。這一切，都源于太空中獨(dú)特的環(huán)境——高真空、微重力和空間射線三者共同作用，使得種子的遺傳基因發(fā)生變異，通過航天誘變，有機(jī)會獲得罕見的、具有突破性的優(yōu)異新種質(zhì)。
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人類攜帶植物和植物種子“上天”的歷史由來已久。據(jù)報道，1946年7月9日，美國發(fā)射的V-2火箭，把“特別開發(fā)的種子菌株”帶到了距地面134公里的高空（高度屬于近地空間高層大氣），這也是最早前往宇宙空間的生物，不過這些樣本并沒有回收。
1987年，我國第9顆“返回式科學(xué)試驗衛(wèi)星”首次將一批水稻和青椒等農(nóng)作物種子送上太空?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，極個別上過天的種子發(fā)生了一些遺傳變異，例如蘿卜種子更有抗藥性，一個蒜頭能重3兩多，這讓他們驚嘆不已，由此揭開了中國航天育種的序幕。
太空中的環(huán)境與地球表面大不相同，主要表現(xiàn)為微重力、復(fù)雜磁場、高輻射，在這樣的環(huán)境中，植物的種子所產(chǎn)生的后代，發(fā)生基因突變的幾率大大提高。而對于那些生長周期不是太長的植物來說，在代際間發(fā)生遺傳信息變化的可能性會大為提升，植物的后代有可能出現(xiàn)生長更快、產(chǎn)量更高、抗病性更強(qiáng)、口感更好的基因突變。
回到地球后進(jìn)行的地面培育、篩選和驗證，至少要經(jīng)過三四代的篩選，然后到多個省份的試驗點(diǎn)去試種；試種成功后，再拿到品種審定委員會去審定。這樣篩選的品種，在某些方面比地面原先的品種更加出色。這一過程往往要經(jīng)過4—6年的周期。
從1987年種子“上天”開始，我國進(jìn)行了幾十次返回式衛(wèi)星、神舟飛船、天宮空間實(shí)驗室等航天器的搭載，將數(shù)以萬計的植物種子送入太空。神舟一號至神舟十四號的飛行任務(wù)基本都搭載了航天育種生物類試驗載荷。
2022年5月，中國載人航天工程辦公室公布了神舟十二號和神舟十三號載人飛船航天育種實(shí)驗項目清單，其中包括了88家單位，上千份植物種子、微生物菌種等航天育種材料。其中，有牧草種子如苜蓿，有藥用種子如杜仲，有水果種子如甜瓜，有蔬菜種子如黃瓜，有林木種子如紅豆杉，有花卉種子如地被菊，有食用菌菌種如羊肚菌，有農(nóng)作物種子如小麥。中國載人航天的這種搭載是公益性質(zhì)，不收取搭載費(fèi)用。
太空育種具有其他手段無法獲得的三個獨(dú)特優(yōu)勢：提供原創(chuàng)、安全、有自主知識產(chǎn)權(quán)的育種材料和種質(zhì)基因源，獲得罕見的具有突破性的優(yōu)異新種質(zhì)，較快培育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗病的新品種。
經(jīng)過不懈努力，太空育種已經(jīng)在我國糧食安全和生態(tài)環(huán)境建設(shè)等諸多領(lǐng)域作出了重要貢獻(xiàn)，誕生超過700個新品種，通過國審和省審的航天育種新品種超過200個。我國培育的小麥、水稻、玉米、大豆、棉花和番茄、辣椒等園藝作物新品種，累計種植推廣面積超過240萬公頃，增產(chǎn)糧食約13億公斤，據(jù)推算創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)規(guī)模超過2000億元。
