實(shí)踐十九號衛(wèi)星載荷交付儀式今天（24日）上午在京舉辦。據(jù)了解，這是我國首顆可重復(fù)使用返回式技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，其所搭載的植物及微生物育種載荷、自主可控和新技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)載荷、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷、社會公益和文化創(chuàng)意載荷等回收類載荷，近日已全部順利回收。
本次交付一個非常重要的部分，就是植物及微生物育種載荷，說白了，就是用于航天育種的載荷。不少朋友好奇，這些年總聽到這個關(guān)鍵詞，但航天育種究竟能起到什么作用？農(nóng)作物種子上了太空，會發(fā)生變異嗎？所謂的“變異”究竟可怕嗎？這些太空育種的成果走上百姓餐桌，需要經(jīng)歷怎樣的過程？
“航麥系列”品種
走進(jìn)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所重大工程樓的科技展廳，作物科學(xué)研究所黨委書記、副所長，國家航天育種工程首席科學(xué)家劉錄祥依次介紹著這些曾經(jīng)登上太空的“種子乘客”。
劉錄祥：現(xiàn)在您看到的這個地方，我們擺了很多“航麥系列”的品種，這些品種都是我們通過歷次的航天搭載選育的一些優(yōu)良品種。
他解釋，航天育種也叫太空育種，是將種子等植物材料搭乘返回式衛(wèi)星和載人飛船等航天器進(jìn)入太空，利用空間環(huán)境誘發(fā)種子基因變異；種子返回地面后，再選擇可遺傳的優(yōu)良變異用于培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)多抗植物新品種。
劉錄祥：“航麥247”，就是我們通過航天搭載，利用航天誘變技術(shù)和傳統(tǒng)的雜交育種相結(jié)合育成的，2016年通過國家審定的品種。這個品種特點(diǎn)就是產(chǎn)量高，“個子”很矮，69公分，大風(fēng)刮它也不倒，抗倒伏性非常好，綜合抗病性也非常好?！昂禁?02”是我們新近育成的，非常具有未來推廣前景的品種。這個品種2021年通過了河北省的審定，它的最大特點(diǎn)就是產(chǎn)量、廣適性非常好。它全生育期的耐鹽性達(dá)到一級，在萌發(fā)階段、春季返鹽階段，以及后期灌漿這三個關(guān)鍵時期，耐鹽性非常突出。
航天育種實(shí)驗(yàn)
這些突出的特性，是如何通過航天育種獲得的呢？劉錄祥表示，對種子來說，太空就是一個超級實(shí)驗(yàn)室，因?yàn)樗邆淞宋⒅亓Α⑷醯卮?、?qiáng)輻射、高真空、極潔凈、超低溫等極端條件。太空誘變因素多，有可能獲得傳統(tǒng)地面誘變得不到的變異，太空誘變可以誘發(fā)植物的多種性狀發(fā)生變異，育種家通過定向篩選，可以獲得產(chǎn)量或抗病的突變基因。
劉錄祥：經(jīng)過空間搭載以后，搭載的種子會出現(xiàn)各種各樣的變異，只有變好的性狀，我們選擇保留下來、穩(wěn)定下來，作為種質(zhì)資源給它儲存起來。有的產(chǎn)量高、有的品質(zhì)好、有的抗性好，那我們就要用誘變獲得的這些新的種質(zhì)資源，與當(dāng)前的主栽品種做雜交，使得它優(yōu)良性狀得到累加。物理誘變、核輻射誘變，包括航天誘變、化學(xué)誘變，所有的誘變都是隨機(jī)的。但是這個隨機(jī)性，恰恰在我看來是一個多樣性的表現(xiàn)，關(guān)鍵在于我們要制定一個育種目標(biāo)所期望的定向篩選方案。
那么，這些優(yōu)良性狀既然是通過航天育種導(dǎo)致的基因變異所獲得的，會不會對人體健康產(chǎn)生影響呢？劉錄祥表示，不管是核輻射誘變、化學(xué)誘變還是航天誘變，和自然界的自然變異，在本質(zhì)上都是一樣的。
劉錄祥：我過去30年，年年都在回答這樣的問題。首先第一個問題要搞清楚，我們只是用了一個外力，促使生物體本身的基因發(fā)生改變。自然界里面生物進(jìn)化主要的動力就在于變異，沒有變異就沒有生物的進(jìn)化，幾千年來大家都認(rèn)為自然變異不可怕，我們通過人工的辦法只是去加速了這個自然變異的進(jìn)程和頻率。1996年第十七顆返回式衛(wèi)星就專門搭載了一批種子，返回以后我們就立即用專業(yè)的設(shè)備去檢測，沒有增加任何放射性，它的安全性跟我們地面長期保存的種子安全性是相等的，大家可以安全地享用。
“航麥802”品種
那么，從航天育種，到走上百姓餐桌，這中間又需要走過怎樣的歷程呢？劉錄祥介紹，這些“種子乘客”從太空返回之后，需要經(jīng)歷兩至三年優(yōu)中選優(yōu)的過程，再培育出可以規(guī)模化、商業(yè)化應(yīng)用的品種。等真正成為大眾消費(fèi)的食品，最快也需要8到10年的時間。
劉錄祥：就這一次實(shí)踐十九號搭載的種子，如果從育種家的角度來講，第二年就可以看到效果，他獲得了變異的種子，就滿足了；但是對種業(yè)企業(yè)來講，它要的是能夠在大田規(guī)模化、商業(yè)化應(yīng)用的品種，可能得5到6年；它的產(chǎn)品要形成食品到普通大眾的餐桌上，要更長的周期，審定到商業(yè)化到產(chǎn)品，8到10年是最快的，這是所有品種繞不過去的一個必經(jīng)之路。
從1987年中國第九顆返回式衛(wèi)星首次搭載農(nóng)作物種子飛向太空至今，中國航天育種已走過30余年的發(fā)展歷程。劉錄祥表示，在國際原子能機(jī)構(gòu)整個誘變育種的數(shù)據(jù)庫中，總共登錄有3400多個突變品種，其中來自中國選育出的品種大約占1/3，航天育種功不可沒；此次實(shí)踐十九號衛(wèi)星載荷交付所呈現(xiàn)出的，是我國在航天育種方面長足的進(jìn)步。
劉錄祥：中國的航天育種經(jīng)歷了隨機(jī)搭載，也就是無源搭載；有源搭載——實(shí)踐八號；然后精準(zhǔn)搭載——我們的空間站，走向了一個精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)誘變的道路。實(shí)踐十九號的發(fā)射回收，真的是里程碑式的。實(shí)踐十九號這一次有效載荷幾乎覆蓋了糧棉油菜瓜果主要的品種。它有一個非常重要的，就是衛(wèi)星艙可重復(fù)利用，大大降低了我們的成本，瞄準(zhǔn)商業(yè)化利用。這一次征集了多個國家的生物載荷，也是踐行了人類命運(yùn)共同體，大家大協(xié)作的理念，能夠更好地服務(wù)于我們?nèi)祟惖氖澄锇踩?、糧食安全、營養(yǎng)安全。
圖片丨中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所供圖
