3月23日,中国载人航天工程办公室关于征集航天育种试验项目的公告引发关注。太空育种是指将农作物种子或试管苗送入太空,利用太空特有的高真空、微重力、宇宙高能离子辐射等环境,诱导种子发生突变。然后将这些种子带回地球,用于选择和培育新品种的农作物和材料,创造了农作物育种的新技术。
太空育种有几个好处,包括更高的突变率、更大的变异范围、稳定性、更快的育种周期以及提高作物质量、早熟和抗病性。与传统育种技术相比,太空育种能够在更短的时间内提高农产品品质,通过培育新品种对现代农业的快速发展起到至关重要的作用。选定的种子通常有两个条件:遗传稳定性和综合性状好。符合太空旅行条件的种子可以被认为是“天选之子”。
据统计,种子在太空中的变异率一般只有0.05%到0.5%,很多种子没有发生任何变化。只有被宇宙粒子击中的“幸运儿”返回地球后才会被选中。由于基因突变没有方向性,并不是所有的种子都会发生正向突变。因此,只有符合要求的种子才会被选中。选出的种子要经过多代选育,还要经过风、虫、旱的考验。只有通过这些严格的测试,并得到权威部门认可的种子,才是真正有资格成为太空种子的。
在中国科学院分子植物科学中心,有一台专门用来模拟植物在微重力条件下生长的仪器。这是一个模拟太空微重力影响的旋转器,因为太空实验的机会很少,需要很长的等待时间。
但是地球上仍然存在引力,只能模拟部分太空环境的影响。要了解太空对植物的影响,就需要在太空中进行实验。问天舱是配备专门存储区域的专用实验室,包括4℃、-20℃、-80℃等多个生命科学实验常用的温区,满足不同的实验存储需求。此外,天舟实验室配备了实验柜,采集到的数据需要实时传输。
因此,航天研究人员利用光纤在机舱内建立了带宽更高、传输速率更快的局域网。然后通过中继卫星将数据传输到地面,以方便科学家进行研究。
神舟飞船已成为运载一批批农作物种子进入太空的“航天货运专家”。太空育种不仅仅是种植蔬菜;它涉及各种作物、微生物和其他材料的种植。小麦、玉米、大豆、南瓜、大米、西红柿、魔芋、辣椒、棉花,甚至休眠的鹌鹑蛋都被送上了太空。
神舟十四号、十五号载人飞船已经向100多个单位送来了数千份农作物种子和微生物菌种。神舟十二号、十三号带着88个单位的1000多份农作物种子和微生物菌种样本返回地球。2022年12月,神舟十四号带着水稻和拟南芥种子返回地球。这是首次在太空开展水稻“种子到种子”全生命周期栽培试验。该项目历时120天,完成了拟南芥和水稻种子从发芽、育苗、开花到结实的栽培试验。这一成果为进一步开发适应太空环境的作物提供了基础。
自1999年11月神舟一号首次载人飞行以来,我国开展了航天育种试验。多年来,中国航天育种试验取得了众多成果。最新数据显示,自神舟一号任务以来,国内400多家科研机构和高校开展了3000余次航天育种实验,获得航天诱导种质材料4万余份。
培育出水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、油料、蔬菜等农作物新品种460多个,产量和品质显着提高。此外,在林业、花卉、中药材、优质牧草等领域取得多项空间育种研究与应用成果,随着我国空间站进入应用研制阶段,大量生物样本正在太空微重力环境中进行检测。我们热切期待太空育种带来的奇迹般的结果。