我国已有百余种航天农作物 太空乌鸡产蛋高30%

我国已有百余种航天农作物 太空乌鸡产蛋高30%

2005年12月17日,搭载“神舟三号”飞船的秋石斛在广州“太空兰花”展上亮相。图/CFP

我国已有百余种航天农作物 太空乌鸡产蛋高30%

今年5月28日,广西南宁,中国国际种业博览会上展出了用太空种子种出的各种蔬菜。喻湘泉 摄

我国已有百余种航天农作物 太空乌鸡产蛋高30%

1961年,苏联航天员加加林要进入发射舱时突然尿急,只好顺着太空服的管子排尿。上世纪80年代,“太空服之父”唐鑫源改进太空服,发明了能吸水1400毫升的纸尿片,上厕所不再是航天员的难题。这种纸尿片,就变成了现在宝宝们使用的尿不湿。打开方便面的蔬菜包,撒出一些干菜叶,这些蔬菜脱去了水分,而鲜菜中所含的叶绿素和维生素仍能保存。这一技术在“阿波罗”计划中首先使用,让航天员吃上了含有蔬菜的太空食品。运动鞋中应用的航天服“中空吹塑成型”制造技术;餐桌上太空育种生产的草莓、茄子、南瓜,太空花卉,汽车发动系统里的密封圈……看似遥不可及的航天,其实离我们很近。

硕大的橘黄色南瓜、饱满的五彩辣椒,餐桌上随意的一道菜,或许就来自外太空。从神一到神九的太空旅途中,空间实验不胜枚举,种子却从未缺席。

从太空到餐桌,中国的航天与食物产生交集,民以食为天,航天的意义也由此被人们感知。

种子上天,再到寻常百姓家,对我们的生活到底产生了哪些影响?对此,新京报记者专访了国家航天育种工程首席科学家、国家农作物航天诱变技术改良中心主任刘录祥。

种子为啥要上天?

利用太空环境诱变遗传改良,从而培养出产量更高、质量更好的农作物。

作物育种,又称品种改良。航天育种并不是什么新鲜词汇,1987年8月5日,我国第9颗返回式科学实验卫星发射成功,将一批农作物种子送向太空,由此揭开了航天育种的序幕。

25年来,我国已先后20余次利用返回式卫星和神舟飞船,搭载了上千种作物种子和微生物菌种,获得了大量新性状品种并在农业生产中推广应用。

目前,中国已拥有经过航天搭载的农作物百余种。把种子搭载上天,在太空环境里经受了空间诱变,返回地面后再经过连续几年的培育和筛选,就可能形成有明显优势的新品种。

航天育种就是利用太空中宇宙粒子、微重力、弱地磁等综合因素,诱变农业生物遗传改良,从而培养出产量更高、质量更好、抗逆性更强的农作物品种。

上天后就华丽变身?

上天只是第一步,随后还要经过农业专家几年的地面培育、筛选和验证。

种子在天上转一圈后,就会马上“华丽变身”并结出累累硕果吗?其实,这只是完成了“太空育种”的第一步,随后还要经过农业专家几年的地面培育、筛选和验证。

搭载回来的种子,要“晋级”为名副其实的“太空种子”,至少也要经过4至6年的周期。

太空育种,必须满足一些要素,首先要经过空间环境的飞行处理,种子受到宇宙粒子的辐射、失重等作用,使得基因发生改变。其次,种植几代后,选出跟搭载之前不一样的个体,这才是真正的太空育种。也就是说,只有改变、并且变好的种子,用来继续培育,才是太空育种。

突变是随机的,搭载的植物种子有可能发生一些果实变大、变小、变高、变矮等变异,育种家进一步筛选,就有可能筛选到一些果实变大的好品种来。

现在有些误区,比如一些西瓜种子,在太空走了一遭后,回来就从20个到2000个、再到2万个的繁殖,然后贴上“太空西瓜”的标签,这跟太空育种是完全不同的概念。因为相比搭载之前,种子没有经过筛选,或许没有任何改变,就失去了意义。

太空食物是天使还是魔鬼?

太空辐射的强度仅为一般辐照消毒的百万分之一,再加上地面几年的淘汰筛选,太空种子的安全不必担心。

无论是太空技术或是其他常规技术孕育的品种,如果通过了国家农作物品种审定委员会的审定,就表明它具备了某种优良的特性,比如产量提高了、品质改良了,否则不会通过审定。

太空辐射的强度仅为一般辐照消毒的百万分之一,再加上地面几年的淘汰筛选,太空种子的安全不必担心。

太空食物与传统食物没有太多区别,“太空小麦面粉做的面包就不同于普通小麦做的面包?不会,口感是吃不出来的。有些人一看到贴上了航天的标签,就蜂拥而至,炒作太空概念。太空种植的大米也是大米,我不主张卖过高的价格。”刘录祥说。

一些太空蔬菜的营养或许比传统的高一点,这可能是选种子的过程中,会有意识地选择营养价值比较高的种子。但是高的产量和高维生素含量,通过其他的方法也是可以育种的。

育种方法很多,包括传统的、生物技术、航天诱变、核辐射诱变等,太空诱变只是诱发基因改变的多种方法之一。传统育种和航天育种,不是谁代替谁的关系。

空间诱变育种和“转基因”也不是一回事。太空育种不是用人工手段将外源基因导入作物中使之变异,而是让作物本身的染色体产生基因突变,这种变异在本质上和生物界的自然变异并无区别,只是改变了时间和频率而已,有的时候自然界几百万年才能完成的自然变异也许在太空中一瞬间就完成了。

市民都能接触到太空食物?

现在全国各地航天育种推广种植基地有100多个,推广种植面积累计近2000万亩。

可能我们吃的青椒或大米中,就有一些是来自太空的食品,但从外观上很难区别哪一个是太空的品种。

太空育种的农作物品种有自己特用的适用范围,生产的量远不能占到市场的绝对份额,就像杂交稻一样,面积很大,但也很难说超市哪个卖的就是杂交稻。

刘录祥说,如果哪一个公司专营,比如就做某一个太空品种的小麦面粉,就可以形成一个专有化的订单农业,从分出来种子到最后的面包。但现在很难,中国的农业一般不以某一个品种作为惟一的原料去加工。

如今,航空育种基地已是遍地开花,大批优质的太空产品进入人们的日常生活。据不完全统计,全国各地航天育种推广种植基地大大小小的有100多个,推广种植面积累计近2000万亩。

在北京航天城旁,有一个航天蔬菜种植基地,“我们种植航天蔬菜有四五年了。”该基地的丁经理称,基地的一些作物种子,曾随神舟四号和神舟五号飞船上天。

该基地官网显示,出售的种子包括辣椒、茄子、番茄、豆类、瓜类、花卉,一袋种子的价格几十到几百块不等。“航天辣椒能长到30至40厘米,产量高,亩产达到万斤以上,且航天辣椒维生素C含量比普通辣椒高出不少。”丁经理表示,跟他们合作的大型农场居多,一些产品也不会贴“航天”标签上市。

太空育种进一步实验空间大

人类目前对空间资源的利用非常有限,如果把种子直接放在强的宇宙粒子下会有什么改变,还需进一步实验。

太空技术直接导致基因突变,选出新的品种,品质改善、产量提高,这跟老百姓的生活是密切相关的。

其实人类目前对空间资源的利用非常有限。即便是空间诱变,也只是利用了其中一部分,因为空间环境的宇宙粒子很复杂,目前我们把种子放在返回舱里,这等于有一个很厚的保护装置,把很多宇宙粒子屏蔽掉了。如果把种子直接放在强的宇宙粒子下会有什么改变?还需进一步实验。

另外,空间有一个长期的微重力状态,这个是很好的资源,比如生物医药,在失重状态下制作的药物纯度很高,效用远远高于地面。

太空实验1

太空中的“细胞婚礼”

在神舟四号上有一个不大的黑色小盒子。在盒子中举行了两场“婚礼”,一对新人是动物细胞,“新郎”是小鼠的B淋巴细胞,一种可以产生抗体的细胞。抗体是病毒的“克星”,可它有一个致命的缺点,即在人体或动物的体外不能繁殖。“新娘”是骨髓瘤细胞,在体外可进行无限繁殖。因此,让它们结合,产生的后代就具有既可以杀病毒、又可以在体外进行无限繁殖的新品种。

另一对新人是植物细胞。“新郎”是有液泡的烟草细胞,开的是黄花,“新娘”是脱液泡的革新一号烟草细胞,开的是粉花。它们结合后杂交出的后代开的是黄花,与父亲相同,但它的形状却遗传了母亲的特征,它们结婚后生出的孩子将具有它父母的特性。结果显示,“联姻”(融合)成功率比在地面高出10倍。

【结论】

太空植物育种 培育高产良种作物

我国首次应用细胞融合技术进行的这次太空植物育种实验,为培育抗病高产的良种作物开辟了崭新途径。有些作物,如大豆、玉米,有的高产但抗病抗虫能力差、有的口味单一、有的抗病抗虫能力强但不高产,将不同品种的细胞进行融合(联姻),就能培育出既高产又抗病抗虫的新品种。

为什么细胞的“婚礼”要在太空中进行呢?这是因为“新郎”和“新娘”的重量是不同的,在地球上有地心引力,它们在融合液中沉降的速度不同,不容易结合在一起。太空中是一种失重环境,所有的细胞都没有了重量,它们在融合液中就很容易结合在一起,这样可以提高它们的生育能力和活力。

太空实验2

太空乌鸡“身体倍儿棒”儿孙满堂

2002年3月25日,神舟三号飞船将9枚乌鸡蛋送上太空遨游了7天,历经了发射、飞行、着陆、震动等恶劣条件的考验。回到地面后,其中3枚孵化出了两雌一雄3只太空乌鸡。

据北京市大兴区北臧村镇一家养殖场的温经理介绍,几年前,自己也曾养过太空乌鸡,“当时太空乌鸡孵化项目是大兴区和中科院一起合作的,2000多只太空乌鸡陆续孵化成功,也推进了太空乌鸡投放市场的进程。”当时只是个合作研究项目,并没有投放到市场。

“这些太空乌鸡外观跟普通的乌鸡没什么区别,由于自身产生抗体,它们身体倍儿棒,完全不需要吃消炎药、抗生素之类的免疫用品。”他说。

【结论】

太空乌鸡产蛋比普通乌鸡高30%

太空乌鸡500天可产蛋183枚,比普通乌鸡高30%,长得比普通乌鸡快,80天即可达到体重2斤。据了解,一只太空乌鸡的价格比普通的贵一倍。经中科院的特种养殖基地繁育,国内一些省市的家禽育种公司和养殖基地从中科院引进种蛋,目前太空乌鸡已经繁育了8代,种群数量接近10万只。

●1999年

神一:开启“太空诱变育种”实验

飞船搭载了一些农作物种子,包括青椒、甜瓜、番茄、西瓜、豇豆、萝卜及甘草、板蓝根等中药材,开启了神舟系列“太空诱变育种”实验,对后续研究影响深远。

●2001年

神二:飞船变成首个“太空实验舱”

飞船变成了名副其实的“太空实验舱”,开展了植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织的空间环境效应实验等。

●2002年

神四:别开生面的“太空婚礼”

一对动物细胞——B淋巴细胞和骨髓瘤细胞、一对植物细胞——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体,在飞船上“喜结连理”。在微重力条件下,细胞在融合液中的重力沉降现象消失,更有利于细胞间进行配对、融合等,此项研究将为空间制药探索新方法。

●2008年

神七:将空间实验从舱内移到舱外

搭载物品包括微生物菌种和杂交水稻,进行了固体润滑材料外太空暴露实验,固体润滑材料实验装置是一件能可靠锁紧和便利解锁的锁紧机构,在发射阶段将样品台固定在舱外,航天员在出舱活动期间解锁并回收样品台。这项实验可为研发新一代高可靠性、长寿命空间固体润滑材料与润滑技术提供理论与技术支持。

●2011年

神八:与天宫牵手,与国际合作

神舟八号飞船与天宫一号(微博)目标飞行器成功实现太空“牵手”,完成了我国首次空间无人自动交会对接。神八以空间生命科学实验为主,搭载了中德合作的有效载荷,在中国载人航天工程里面首次开展空间应用科学领域的国际合作。搭载33种生物样品,包括桂花树、罗汉果、芦竹、葡萄种子和水稻品种。

●2012年

神九:游天宫吃喝拉撒均为实验

神舟九号与天宫一号实现了我国首次载人交会对接,航天员锻炼、吃饭、睡觉、打扫卫生,都是空间实验的重要内容。在组合体驻留期间,航天员共承担了包括航天飞行对前庭眼动、心血管及脑高级功能影响研究等15项航天医学相关空间实验。此外,神舟九号还首次搭载了活体蝴蝶(卵和蛹)升空,并把天宫一号上搭载的种子带回了地面。

A14-A15版采写/新京报记者 邓琦

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