神舟十三号搭载的作物种子顺利出舱上过太空的种子有啥不一样?

 新闻中心     |      2023-08-13

  近日,神舟十三号载人飞船返回舱在北京开舱,云南省政府、中国农业大学、北京林业大学、北京市农林科学院、航天育种产业创新联盟等诸多单位搭载的 约12000颗作物种子顺利返回地球。

  有人说,这种把地面的种子送上太空一圈再送回来的行为叫【太空育种】,目的就是使其在太空中的独特环境下进行变异,帮助植物以后长得特别大、营养特别丰富。

  太空育种,也称航天育种、航天诱变育种,是利用太空的特殊环境诱使植物种子发生基因变异,进而选育植物新品种、创造农业育种材料、丰富基因资源,是一种将辐射、宇航、育种和遗传等学科综合起来的高新技术。简单来说,让种子先“上天”再“入地”,经过筛选、杂交、鉴定等,最终形成新种质资源的过程就是太空育种。

  “太空具有微重力环境,还有带电的高能粒子,我们搭载上去的种子和生物材料在受到弱辐射时会产生变异。利用太空搭载的这种变异,再回到地面上进行种植,选择那些可遗传且符合我们人类要求的变异,继而把它育成新品种。”国家植物航天育种工程技术研究中心主任陈志强解释道。

  与传统育种技术相比,太空育种最大优势在于空间诱变材料的变异率高、育种周期短,可在相对较短时间内创制出高产、早熟、抗病等性状优良的种质资源,在现代农业的快速发展中发挥重要作用,很好地解决了粮食短缺问题。

  不过,航天诱变和“开盲盒”有几分相似。“在诱变过程中,种子的遗传物质为什么变、什么时候变、变成什么样,这其中存在着极大的随机性和不可控性。”中国空间技术研究院原航天生物总工程师赵辉说,在实际培育前,谁也不清楚种子存在怎样的突变。而且也不是每一颗种子都会发生突变,据统计,对人类有益的突变也大约只占3%。

  但整体来看,在太空环境中种子可能出现的变异幅度大、突变点位多,变异稳定性更强。诱变具有随机性,性状可好可坏,因此地面选育很关键。地面选育需要进行多代筛选培育、优中选优,历时短则三五年、长则十余年,最终由农作物品种审定委员会审定,“天选之种”才算得到认证。

  种子筛选是太空育种的第一步,带上太空的种子有必须遗传性稳定、抗病性强、高产等优点,除此以外,还要经过科学家的“面试”以及严苛的“体检”等层层筛选,才有资格进入太空。

  其实,太空育种不同于转基因,因为辐射诱变只是改变了种子的遗传序列,并没有引入新的外源基因。

  即便没有上过太空,在自然环境中种子也会发生类似的变异,但变异的速度时间是相当漫长的。

  从太空返回地球的种子也要逐层测试,没有发现放射性物质,所以太空培育的作物是安全的。

  1987年8月5日,我国第九颗返回式卫星搭载着精挑细选的小麦、水稻、青椒等百余个品种的农作物种子,顺利完成了首次“太空之旅”。返回地球后,它们被分发至各地科研机构。经过杂交选育,这批种子中培育出了大豆“铁丰18”、棉花“鲁棉1号”等一批获得国家发明奖的优良新品种。

  此后,种子便成了航天器的“常客”,品类既包括农作物、油料作物等的种子,也包括不同地方主栽特色品种和稀缺物种的种子。经过30多年的实践,中国通过航天育种已筛选新材料1200多份,培育水稻、小麦、大豆、蔬菜等新品种260多个,年推广面积4000多万亩。据初步估算,航天搭载育种已产生直接经济效益超过2000亿元。目前,我国太空育种的育成品种数量和推广应用范围处于世界第一位。空间诱变机理的研究水平和太空育种技术成果在农业上的推广应用水平,已经达到世界领先。

  今年,我国将完成空间站在轨建造,随后转入为期10年以上的应用与发展阶段。这意味着,未来会有更多种子“搭车进站”,在太空迎接“蜕变”,进一步为国家粮食安全保驾护航。

  资料来源:中央纪委国家监委网站客户端、科普中国、惠农热线、中国运载火箭技术研究院