航天育种

某航天蔬菜瓜果示范基地生产的南瓜重达50千克以上。均为IC图

　　长沙晚报记者 胡兆红

　　10月17日，神舟十一号载人飞船成功发射，目前与航天员景海鹏、陈冬一起在太空遨游的，还有不少植物种子，其中就包括湖南隆回县选送的50克白云金银花良种。这些种子在太空中，究竟会发生什么变化，“返乡”栽种后又会长成什么样子？近日，记者就航天育种相关问题，采访了湖南省农业科学院研究员、湖南省核农学与航天育种研究所原所长彭选明。

　　太空种子并不是简单“搭载”出来的

　　对于航天育种，很多人直观的感受是来自市面上对太空种子的宣传：植物长得特别大、营养特别丰富。是不是种子只要上天转一圈回来，就能发生这么奇特的变化？

　　“事情可没那么简单，太空种子并不是简单‘搭载’出来的。”彭选明介绍，航天育种要经过三个阶段，首先是筛选种子。带上太空的种子必须是遗传性稳定、综合性状好的种子，这样才能保证太空育种的意义。然后用返回式航天器将种子带上太空进行诱变，返回地面后，再进行地下攻坚，先将它们统统播种下去，然后将选出的种子再播种、筛选，让它们自交繁殖，如此繁育至少四代后，才有可能获得遗传性状稳定的优良突变系。这样，每次经历过太空遨游的种子，都要经过连续四季以上的筛选鉴定。

　　这个过程需要很长一段时间。比如回到地面后，要经过至少三到五年的筛选、淘汰和稳定化试验，才能从中选出一些育种家认为有价值的，或者有推广应用前景的品系；进一步稳定化以后，还要再经过至少两到三年的品种多点区域试验鉴定。区域试验表现优良的品系，还需要经过品种审定委员会的审定或认定以后，这个品种才能去推广应用，才能称其为真正的“太空种子”。

　　航天育种跟转基因之间没有关系

　　很长一段时间以来，人们对“转基因”的争议很大。航天育种跟转基因有什么区别，航天育种安全么？

　　彭选明介绍，航天育种的原理是利用太空特有环境条件，如宇宙射线、微重力、高真空、弱地磁场等因素，对植物的诱变作用产生各种基因变异。在自然环境中，植物种子实际上也在发生变异，只是变异过程极其缓慢，变异频率很低。太空育种是利用空间环境条件加速生物体的变异过程，这与自然变异在本质上是没有区别的。而人类早期的植物育种方法大都是对自然变异的选择和利用，并被证明是安全可行的。

　　转基因育种的原理是根据育种目标，从供体生物中分离目的基因，经DNA重组与遗传转化或直接运载进入受体作物，经过筛选获得稳定表达的遗传工程体，并经过田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源。从基因结构的改变来说，转基因技术是将一种生物基因引入另一种生物中，从而使一种生物表现出另一种生物的性状，而航天育种只是利用宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导，使作物染色体产生缺失、重复、易位、倒置等基因突变。

　　“航天育种只是将植物DNA打乱重排，并没有导入其他外来基因。这是航天育种与转基因的本质区别。”彭选明说。

　　太空种子产量

　　比常规种子明显提高

　　经过筛选培育出来的太空种子，究竟会发生哪些变化？

　　2013年，神舟十号载人飞船搭载了怀化靖州茯苓协会湘黔桂食药用菌研究所选送的两株湘靖28茯苓菌株。这两株茯苓菌株在太空轨道飞行了350个小时，航程980万公里。太空茯苓回到靖州之后，靖州茯苓协会湘黔桂食药用菌研究所开展了菌种复壮、繁殖工作。

　　据报道，经过反复实验与观察，目前太空茯苓长势快，形状大，表皮更加细腻、光滑，甚至抗病能力都有了提高。与普通茯苓相比，新品种的产量高，在原来的基础上产量提高了15%-20%。以前，种植50千克原料收获的茯苓产量不超过15千克，种植50千克太空茯苓原料，产量最高能达到25千克。耐温方面，太空茯苓的耐温范围相比常规品种上下分别扩大了7摄氏度。常规品种的耐温范围为22℃-28℃，太空茯苓将这一范围扩大到了15℃-35℃。

　　湖南省核农学与航天育种研究所共五次航天搭载和两次模拟太空环境处理水稻及花卉种子。彭选明介绍，这些种子生长很好，比如航育955水稻，高抗稻飞虱，中抗稻瘟、感稻曲，产量高，落色好。在太空花卉方面，重返地球的赏叶花卉紫叶酢浆草，三角形的紫叶片上点缀着粉红色小花，宛如一只只轻盈的紫蝴蝶，无比娇艳。太空“修炼”后的万寿菊从普通单层四瓣变成多层六瓣，同株有百朵花立体开放，半年不衰。

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　　航天育种成就

　　目前只有美国、俄罗斯、中国能发射返回式航天器，因此只有这三个国家可以进行航天育种。

　　1987年5月，中国利用第9颗返回式卫星首次搭载植物种子、菌种、昆虫等地球生物进行试验。

　　2006年9月9日，我国发射了首颗专门用于航天育种研究的返回式科学技术试验卫星——“实践八号”卫星。卫星上装载水稻、麦类、玉米、棉麻、油料、蔬菜、林果花卉、微生物菌种和小杂粮等9大类2020份农作物种子材料，用于进行空间环境下的诱变飞行试验。共包括了152个物种，其中植物133种、微生物16种、动物3种。

　　从1987年至2012年，我国共进行了23次航天生物学试验，品种达到4500多种，包括粮食作物、油料作物、经济作物等，已有200多个品种培育成功并加以推广应用。全国已建立各种类型的航天育种种植推广基地100多个，推广种植面积近2000万亩。

　　专家名片

　　彭选明，研究员，湖南省核农学与航天育种研究所原所长，中国原子能农学会副理事长，湖南省核学会副理事长，湖南省农业科学院“核技术在农业上的应用”创新团队首席专家。