川觀新聞記者 史曉露
12月4日，神舟十四號載人飛船返回艙成功著陸，跟隨航天員一起回家的，還有在太空旅行了100多天的農(nóng)作物種子。
在這次太空旅程中，水稻在中國空間站內(nèi)完成了從種子萌發(fā)、幼苗生長到開花結籽的全生命周期培養(yǎng)實驗，這在國際上尚屬首次。種子在太空經(jīng)歷了怎樣的奇幻旅程？四川有哪些農(nóng)作物種子上過太空？種子“下凡”后，要變成我們餐桌上的食物，還會經(jīng)歷哪些過程？
航天水稻新品種“花優(yōu)707”，獲得四川省第七屆“稻香杯”優(yōu)質米評選一等獎
太空“出差”：在空間站駐留達6個月
“這是了不起的突破?！笨吹剿痉N子在中國空間站內(nèi)繁育出種子的新聞視頻時，四川省農(nóng)科院生核所生物技術育種與資源研究中心主任、研究員王平很激動。
空間站內(nèi)沒有陽光、重力微小，種子如何發(fā)芽生長呢？原來，科學家們在問天艙內(nèi)為植物提供了一個人造環(huán)境——“生命生態(tài)實驗柜”。實驗柜里有人工光源，可以通過調控光源的強度和光譜，為植物提供充足的光照。還可以澆水、進行氣體控制，滿足植物生長發(fā)育需求。
太空種水稻意義重大。 “這說明在太空中種糧食是可行的?！蓖跗秸f，這為將來載人深空探測蔬菜和糧食生產(chǎn)提供了理論支持。因為人類要在太空長期生存，就必須要保證植物能在太空完成世代交替，成功繁殖種子。
種子太空旅行的意義遠不止于此。大部分飛上太空的種子，其實并沒有“露臉”機會，它們只是跟隨飛船做了一次長途旅行。
不過，可別小瞧這趟旅行?！疤罩械母哒婵?、宇宙射線、微重力等特殊環(huán)境，會讓作物種子發(fā)生基因變異?！蓖跗脚e例，比如水稻種子，在株高、生育期、米質、抗病性方面都可能產(chǎn)生突變。變異后的種子回到陸地后，經(jīng)科研人員多代選育，會育出特性穩(wěn)定、優(yōu)質高產(chǎn)的新品種，這個過程就是航天育種。
盡管神舟十四號上并沒有搭載省農(nóng)科院生核所選送的種子，但此前，該所選送的水稻種子，已先后7次搭載宇宙飛船和返回式衛(wèi)星進行航天育種，培育出20多個水稻新品種。
“去年神舟十三號升空時，我們選送搭載的種子數(shù)量最多，在空間站駐留時間最長，達6個月?！蓖跗浇榻B，為了更好地受到宇宙射線照射，當時他們還專門為搭載的種子買了一張“艙外票”，“進入太空的這包種子，沒有放在飛船艙內(nèi)，而是放在飛船艙外的一個專門儲存空間里，這樣可以盡可能多地暴露在宇宙射線中?！?/p>
除了水稻，小麥、蔬菜、園林植物、油料作物等也是航天育種的?？?，不同品種的誘變效果也不一樣?！笆卟朔N子在太空中最常見的突變是畸形?！笔∞r(nóng)科院園藝所蔬菜研究中心副研究員李志介紹，早在2008年，該所就把黃瓜種子送入太空，種出的黃瓜體型明顯變大。目前我們吃到的太空椒、太空番茄、 太空西瓜都是航天育種成果，這些品種體型更大，口感也不錯，增產(chǎn)效益明顯。
有研究發(fā)現(xiàn)，太空青椒比普通青椒的維生素C含量增加20%；太空黃瓜，不僅個頭比普通黃瓜大，口感也更鮮嫩多汁；太空小番茄、太空西瓜的含糖量也比普通品種更高。
航天水稻種子（左，紅褐色）與普通雜交水稻種子的對比圖。
“天稻下凡”：通過田間層層選拔
12月13日，位于海南陵水縣的四川省農(nóng)科院的南繁基地內(nèi)，科研人員正在種植新一季的水稻試驗材料。
海南是農(nóng)作物育種“加速器”，這里四季如春，冬天也能種水稻，因此可以實現(xiàn)農(nóng)作物加代繁殖，縮短育種周期。“從太空返回地面的水稻種子，需要種在田間，經(jīng)過6至8代的篩選、培育，才可能選育出優(yōu)勢明顯、性狀穩(wěn)定的新材料。”王平說，今年播種了1000余份水稻新材料和新組合，其中就有不少是航天育種的后代。
在幼苗階段，發(fā)生基因突變的材料一般還看不出太大差異，但到了水稻成熟期，差異就比較明顯了。在此前的一次航天誘變中，王平所在團隊就得到了一個水稻種子界的“紅孩兒”——水稻穎殼呈紅褐色的突變材料。
“普通水稻的穎殼是稈黃色的，利用這種顏色差異，就能降低雜交水稻制種過程中的去雜難度，也可以利用色選機去除父本種子，實現(xiàn)機械化制種，降低種子生產(chǎn)成本?！蓖跗秸f，利用這個突變材料，團隊還創(chuàng)制出了國內(nèi)外第一個具有紅褐色標記性狀的優(yōu)質香型航天水稻不育系花香A，并選育出長江上游第一個航天水稻“花香7號”；團隊最新育成的航天水稻新品種“花優(yōu)707”今年還獲得了四川省第七屆“稻香杯”優(yōu)質米評選一等獎。
除了顏色上的變異，省農(nóng)科院生核所搭載神舟四號上天的“川航恢908”水稻育種材料，在后期田間試驗中發(fā)現(xiàn)，谷穗變大了，千粒重增加了，“相當于畝產(chǎn)提高了?！蓖跗秸f。
不過，并不是所有太空旅行都有好結果。
“種子在太空旅行，產(chǎn)生變異具有不確定性，就像‘開盲盒’。”國家油菜現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術體系崗位科學家、省農(nóng)科院作物研究所研究員李浩杰介紹，誘變具有很強的隨機性，產(chǎn)生的變異有有利變異和不利變異，且發(fā)生變異的幾率只有百分之幾甚至千分之幾。
從遨游太空到地面選育，再到一個新品種的誕生，順利的話至少需要8-10年?！盎氐降孛婧螅逊N子種到田間，在地面選育后的第二代就要規(guī)?；N植，需要對上千株材料進行田間觀察和篩選，從中發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀?！崩詈平苷f，早在2006年，他們就選送了一批油菜種子進入太空，經(jīng)多代篩選，獲得一些多分枝性等產(chǎn)量相關的優(yōu)良性狀材料，這些材料的利用對提升油菜產(chǎn)量有一定幫助。
成果應用：不僅好吃還好看
“從太空‘旅游’了一趟回來的水稻，確實不一樣?！苯衲?月，成都市雙流區(qū)彭鎮(zhèn)的種糧大戶張廣德種植的350畝“太空水稻”喜獲豐收，盡管水稻生育期比普通品種縮短了10多天，但畝產(chǎn)仍達600公斤。
張廣德種植的是航天優(yōu)質稻品種“錦優(yōu)90”，該品種由省農(nóng)科院生核所和四川省水稻航天育種工程研究中心共同選育，2021年通過四川省審定，生育期140多天，具有產(chǎn)量高、抗病性強、米質優(yōu)等特點。
“這個品種利用了航天誘變衍生材料選育而成。”王平介紹，生育期縮短，水稻就能提早收獲，不會影響下茬作物播期。
如今，不少航天優(yōu)質稻品種得到了農(nóng)民認可?！拔覀円雅嘤隽?0多個航天水稻新品種，今年又有三個新品種通過省級審定?！蓖跗浇榻B，這些品種產(chǎn)量高、米質優(yōu)，畝產(chǎn)可達到600-700公斤，已在四川、云南、貴州、重慶等地得到廣泛應用。
不只是水稻，航天蔬菜也在多地推廣。在德陽市中江縣南華鎮(zhèn)南山村，當?shù)胤N植了“太空蓮”?！傲吣昵埃覀兙蛷膹V西引進了‘太空蓮36號’，全村種植面積已達100余畝。”南山村黨支部書記呂勇介紹，“太空蓮”花期長、花色艷麗，而且蓮子產(chǎn)量高，每畝蓮子產(chǎn)量可達300斤，僅蓮子的純收益就達2000-3000元。每年夏季蓮花盛開時，還有大量游客前來觀光，助推了鄉(xiāng)村旅游業(yè)的發(fā)展。
新奇特的航天果蔬基地成為了鄉(xiāng)村網(wǎng)紅景點。在遂寧市安居區(qū)常理鎮(zhèn)海龍村的“國家航天育種中心凱歌基地”，種植了50多個太空蔬菜品種, 白色的太空茄子、鮮艷的太空辣椒、大如磨盤的太空南瓜……蔬菜收獲時，不少游人前來打卡，還成了青少年的研學基地。
其實，航天育種成果早已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到應用。資料顯示，自1987年我國首次將水稻、辣椒等農(nóng)作物種子送上太空后，我國已培育出700余個航天育種新品系、新品種，其中通過國家和省級審定的航天育種新品種超過200個，年種植面積3000多萬畝。
航天品種的商品化、產(chǎn)業(yè)化仍有巨大發(fā)展?jié)摿??！氨热绾教焓卟似贩N，由于制種和生產(chǎn)成本較高，目前還屬于小規(guī)模種植，價格也偏高?！崩钪窘榻B，一些消費者對食用航天蔬菜新品種也有顧慮，擔心食品安全問題。其實，航天育種只是通過太空的特殊環(huán)境，為作物基因突變提供更多可能性，并沒有將外源基因片段插入種子中，因此不會造成食品安全隱患。下一步，在增強消費者對航天新品種認識的同時，將建立更加完善的育繁推一體化的現(xiàn)代種業(yè)體系，以加快航天育種科技成果轉化。
（四川省農(nóng)科院生核所供圖）
【未經(jīng)授權，嚴禁轉載！聯(lián)系電話028-86968276】
科學技術改變未來！
航天育種，科技興農(nóng)
科技創(chuàng)新未來
這是了不起的突破