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带着种子上太空

2021-01-28 10:25:00 【关闭】 【打印】

  许多人都怀揣着一个美好梦想:出地球,看看广袤无垠的宇宙。不久前,水稻种子航航在大家帮助下,实现了这个愿望。现在就让我们来听听他的冒险之旅吧。 

  航航的太空游记 

  大家好,我是航聚香丝苗水稻的种子,小名叫航航,来自华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心(以下简称育种中心)。最近有件特别开心的事,我被选中到太空旅游了!这可是我在2万多名参赛选手里争取到的机会。 

  不过,去太空可不是一件轻松的事,毕竟是要去远离地球38万公里、环境极其恶劣的地方,何况,我不是真的去旅游,是带着任务去的。听育种中心的叔叔阿姨说,太空中的环境可以让我的身体产生变化。我会长得更高、更快、更强壮吗?真的好期待呀! 

嫦娥五号搭载种子发芽

   经过漫长的等待,飞上天空的一天终于来临了。20201124日,在中国文昌航天发射场,我和苜蓿种子、兰花种子等等很多小伙伴一起登上嫦娥五号探测器,长征五号遥五运载火箭把我们送上了夜空。 

  开始我有点害怕,但是嫦五姐姐一直安慰我。她说,这次去太空,她要把月亮上的土壤带回地球,这样科学家们就可以更了解月球。如果能顺利完成任务,中国就会成为世界上第三个从月球上采样返回的国家。听起来好厉害,我暗暗下定决心,也要勇敢完成任务。 

  离开地球舒适的环境,让我很不适应,一路都有点晕船7天后,我们终于登上月亮。月亮并不像平时看到的那样皎洁,而是灰暗暗的,有很多小坑。我们陪嫦五姐姐勘察了地形,采集了2公斤土壤。知道有很多人在牵挂着我们,没有过多停留,按照计划,1217日结束了23天的月球之旅。 

  回家后,我受到了热烈欢迎,实验室的叔叔阿姨一直围着我打转。终于,我发出了嫩芽,好像比别的兄弟姐妹早了一点,现在已经长到大概10厘米高啦。相信不久的将来还会有更神奇的变化出现,大家拭目以待吧! 

  太空培育新起点 

  航航的旅行结束了,航天育种专家的任务才刚刚开始。 

  在这批水稻种子返回实验室后,育种中心研究团队对种子细胞分裂周期的变化进行进一步观察,并对种子基因作出鉴定。据了解,和普通种子对比,经过太空搭载的水稻种子活力(评判种子从萌发到长成幼苗的能力的多个指标)有一定程度的提高,这反映了嫦五所处环境的特殊性。对此,华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心副主任郭涛解释说,之前航天育种是利用返回式卫星、神舟飞船等进行近地轨道培育,这次到达月球,对团队研究来说是新的突破,对国家航天育种事业亦是新的起点。 


截至发稿,水稻幼苗长至10厘米左右

  据郭涛介绍,本批被选中的水稻种子有两个明显优势。航航父母都是航天诱变的品种,本身带有航天血缘,通过杂交得到了双方的优良基因。并且该品种在抗病虫害上表现优良,具有很多好的性状。比如具有香味、粒形细长,是消费者比较倾向的选择,未来会具有很高市场价值。”“嫦五载额有限,育种中心通过航天育种产业创新联盟在全国定向征集,通过专家评审和航天科学家地面试验等及其严谨的选拔过程,最终确定搭载40克航聚香丝苗水稻种子。 

  至于为什么要大费周章把种子送到太空,郭涛表示道理很简单:太空环境强烈的辐射、太阳黑子、宇宙银河射线等因素会对生物产生很大影响。种子的生命体在于种胚,受到这些因素影响,便会在遗传物质上打下印记,这种痕迹专业名词就叫变异,其后代就可能表现出新的性状,这就是我们要利用的。

  对于人体而言,受到严密保护的宇航员仍会感受到太空环境对身体造成的不利影响,想让生物种子朝积极方面变化,实属不易。产量更高、口感更好、营养更丰富,人们对粮食的需求是一个很综合的考虑,十分严苛,需要大量筛选才能找出符合要求的个体。郭涛介绍,根据之前的研究数据,本批太空种子有百分之四到千分之一的概率出现好的变异。一粒水稻大概有3万个基因,利用现在的鉴定技术和分子生物学的技术,我们可以针对其中的重要基因进行定向鉴定。概率看起来很小,但我们有信心找出变好的种子。


  据了解,育种中心现阶段的主要工作就是密切观察,静等花开。大概45月份便会出来结果。郭涛介绍说,一旦鉴定出好的变化,接下来就利用该基因进行新品种培育,新品种会在航航的优良基因的基础上更有优势。他说,这个培育过程需要两年时间,再进一步优化可能需要3-5年时间。初步估计培育品种产量会提高10%-15%,品质再提高一个等级。 

  深耕多年 成绩亮眼 

  在广东省博罗县,当地农民都对名为华航丝苗的水稻青睐有加。这是华南大学航天育种中心培育的优质稻新品种。农业局引进后,种植下的农民都尝到了甜头。产量高,口感好,约50公斤稻谷能多卖100多元,让试种的农民乐得合不上嘴。华航丝苗现已在广东省展开大面积生产,并获得广东省农业技术推广一等奖。 

  “华航丝苗就是由1996年搭载返回式卫星上过太空的水稻种子培育而成。1996年也是华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心开始利用航天工程进行空间诱变育种试验的开端。经过多年研究,育种中心20多次的空间搭载实验已培育出60多个水稻品种,其中就有第一个经过国家级品种审定的航天水稻品种—“华航一号,至今已经推广500多万亩。除此之外还培育出四个超级稻品种,均进行了大面积推广应用。据统计,迄今为止育种中心所有航天品种推广超过5000万亩,为农民创造经济效益50亿元人民币。 


  在中国脱贫攻坚战中,育种中心也做出了积极响应。郭涛表示,团队成员很多都是广东省科技特派员,其重点工作就是把良种良法推广给农民,提高生产效率,增加收入。育种中心赠送华航31”“华航48等优质品种到多个扶贫点,帮助农民改良品种,实现增收致富。种植户叶芬娇开心地说:航天中心的水稻品种好,米又香又软,比原来用土方法留种的水稻,产量高出一倍多。家里收入增加了,种田的积极性更高了。除此之外,科技特派员在清远、江门、肇庆、潮州等多个水稻新品种示范点进行技术宣传与培训,培训各类人员360人次,为农民解决实际生产问题,取得了良好成效。 

  走在世界前列 

  中国是农业大国,农作物种业是保障国家粮食安全的根本。2020年中央经济工作会议强调,要解决好种子和耕地问题”“要加强种质资源保护和利用,加强种子库建设等。农业农村部发展规划司司长曾衍德指出,核心技术原创不足、商业化育种体系不健全,这些都是制约种子的一些卡脖子问题。 

  航天育种工程无疑会为为种质资源创新和重大品种选育提供重要支撑。科技部在十五”“十一五”“十二五863研究项目里,都对利用空间航天工程服务农业生产进行支持。郭涛介绍,针对华南农业大学团队来说,除得到国家和广东省政府大力支持外,通过和企业产学研的广泛合作,育种中心还得到了企业研发资金的持续注入。 

  在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中,明确提出,要瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。航空育种正是生物育种和空天科技的结合。 

  实际上,早在1987年,中国就将作物种子放到了卫星上。中国科学院遗传研究所研究员、被誉为中国太空育种第一人的蒋兴村和其他研究人员发现,种子经过卫星搭载,萝卜种子更有抗药性,一个蒜头能重3两多,这让他们震惊不已,由此展开了对空间诱变育种的研究。 

  目前,中国的航天育种做得非常广泛。郭涛介绍:我们中心以水稻为优势,中国农科院的小麦育种、黑龙江农科院的园艺育种等等也做出了突出成绩。可以说,中国航天育种事业已经位于世界前列。

  时至今日,航天育种工程已由近地轨道发展到深空。本次嫦娥五号水稻种子搭载顺利返回,标志着中国水稻育种首次完成深空空间诱变试验的搭载,具有里程碑式的意义。 

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