航天育種 太空農(nóng)業(yè)風光旖旎——聚焦甘肅天水航天育種基地

本刊特約記者 索阿娣

一提起甘肅，人們眼前往往會浮現(xiàn)出干燥少雨的黃土高原印象。但實際上，這種印象并不全面。甘肅的第二大城市天水，自古是絲綢之路必經(jīng)之地，因氣候宜人和物產(chǎn)豐富素有西北“小江南”之美稱。中國西部航天育種基地(甘肅天水航天育種基地)就坐落在此。

這個成立于2001年的航天育種基地，是全國唯一的省級航天育種工程研究中心。目前該基地由中國航天科技集團公司五院所屬神舟天辰科技實業(yè)有限公司控股的天水神舟綠鵬農(nóng)業(yè)科技有限公司負責運營。不久前，國務院出臺文件明確將“支持甘肅天水航天育種基地建設”列為國家重點支持項目。利好消息一出，以航天育種為代表的太空農(nóng)業(yè)，更加引起人們的廣泛關注。

一個嶄新的農(nóng)業(yè)領域

“每根豇豆有一米長，每個茄子有三斤重，每畝辣椒產(chǎn)量達5000千克……”天水神舟綠鵬農(nóng)業(yè)科技公司總經(jīng)理包文生的生動描述，讓記者聽后著實感到神奇，也間接感受到了太空農(nóng)業(yè)的魅力。

太空農(nóng)業(yè)是繼地球農(nóng)業(yè)、海洋農(nóng)業(yè)后，以航天技術(shù)為基礎，開發(fā)利用太空環(huán)境資源而開辟的一個嶄新的農(nóng)業(yè)領域。

簡單說來，它是在強輻射、高真空、微重力、弱磁場和超潔凈的太空環(huán)境下，將衛(wèi)星或高空氣球搭載的作物種子等樣品進行空間誘變，然后經(jīng)過地面反復試種，從而選育出優(yōu)良品種進行推廣?，F(xiàn)在，科學家們還利用衛(wèi)星和空間站，在太空環(huán)境下直接種養(yǎng)農(nóng)產(chǎn)品，解決航天員的食物來源問題。

極具觀賞性的航茄3號

據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，太空農(nóng)業(yè)的發(fā)展程度與航天技術(shù)的發(fā)展程度息息相關。目前世界上美、俄兩個航天大國在太空農(nóng)業(yè)研究應用上走得比較靠前。

1997年，俄羅斯進行模擬太空蔬菜水培試驗，成功地種出“月球生菜”、“宇宙胡蘿卜”、“外太空番茄”。同年，俄羅斯農(nóng)業(yè)科學院和國家航天局在和平號空間站上的太空溫室里試種的“太空小麥”又獲成功。目前，美國、日本的科學家也在聯(lián)合攻關，將甘薯種在航天器內(nèi)，不僅可以補充艙內(nèi)氧氣，而且可以供航天員食用。

中國航天科技集團公司航天育種研究中心主任孫永成曾經(jīng)對俄羅斯、美國和中國航天生物學試驗重點專門作過比較，得出結(jié)論：“俄、美兩國試驗重點是解決人在太空中長期生存的一系列問題，而中國的試驗重點是利用太空物理環(huán)境作為誘變條件，培育優(yōu)良農(nóng)作物品種為人類現(xiàn)實生活服務”。

自1987年以來，我國遺傳學和農(nóng)業(yè)育種工作者獨創(chuàng)性地利用返回式衛(wèi)星和高空氣球搭載農(nóng)作物種子，經(jīng)過空間誘變，取得了一批極有價值的研究資料和成果。比如甜椒品種“龍椒二號”，經(jīng)過多年混合選擇，已培育出果重達250克以上，增產(chǎn)120%的早熟新品系。水稻品種“航育一號”早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，畝產(chǎn)最高達700千克。

2006年9月9日，我國還發(fā)射了首顆專門服務于農(nóng)業(yè)科技、應用于航天育種的衛(wèi)星實踐八號。衛(wèi)星上裝有糧、棉、油、蔬菜、林果花卉等9大類約215千克、2000余份農(nóng)作物種子和微生物材料，用于空間環(huán)境下的誘變飛行試驗。

中國農(nóng)科院作物科學研究所航天育種中心主任、國家航天育種工程項目首席科學家劉錄祥在媒體上公開表示，實踐八號衛(wèi)星上的種子，如今已經(jīng)培育到第二代、第三代。據(jù)初步統(tǒng)計，已經(jīng)篩選出200多份特別優(yōu)異的突變材料。這些材料可以直接或者間接地用于農(nóng)作物新品種的培育和基礎研究。

實踐表明，利用太空特殊的環(huán)境和航天誘變育種技術(shù)，可以培養(yǎng)出產(chǎn)量更高、質(zhì)量更好、抗逆性更強的農(nóng)作物品種。對于農(nóng)業(yè)人口多、人均耕地少的我國來說，太空農(nóng)業(yè)有著非常特殊的意義。

不同于糧食蔬菜等作物，太空花卉則因性狀改變給人們帶來了很多意外的驚喜。原本紫色的“翠碟”變成了白色和玫瑰紅，萬壽菊長成了球形，紅的麥稈菊鑲上了白邊……

在花博會上，太空花卉一經(jīng)亮相，便賺取無數(shù)眼球。由甘肅天水航天育種基地培育的“太空仙客來”，不僅花色十分豐富，有玫紅皺邊、紫色皺邊、復色等，葉色翠綠誘人，同時花型別致、花期較長、株型緊湊美觀。2005年，“神舟風采仙客來”在第六屆中國花卉博覽會上一舉拿下金獎。

產(chǎn)業(yè)化大幕即將拉開

甘肅天水航天育種基地在過去9年時間里，已多次利用返回式衛(wèi)星和神舟飛船，育成了辣椒、茄子、豇豆、黃瓜、番茄等18個航天蔬菜新品種，在全國25個省區(qū)市累計推廣面積達96萬畝，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

太空農(nóng)作物種子返回地面，經(jīng)過專家的培育、研究、篩選，育成了一批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的糧食作物、蔬菜作物、經(jīng)濟作物、觀賞作物與藥用作物的新品系、新品種。最讓人們欣喜的是，這些作物的產(chǎn)量大幅度提高，抗逆性增強，如抗病蟲害、高溫、高濕、寒冷、干旱、鹽堿等能力增強。帶來的最直接的結(jié)果就是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收。

隨實踐八號育種衛(wèi)星上天的種子

航椒3號是利用甘肅天水市地方品種“甘農(nóng)線椒”和“天水羊角椒”搭載神舟三號飛船后選育出的一個早熟、豐產(chǎn)、維生素C含量高的新品種

在福建省莆田市，有位種菜“女狀元”宋美妹，曾經(jīng)受到胡錦濤總書記的接見。她從一個名不見經(jīng)傳的普通農(nóng)村婦女，成長為全國杰出女企業(yè)家，并帶領福建、湖北等地十幾萬農(nóng)戶發(fā)家致富。此間，科技興農(nóng)等手段的加入，尤其是太空農(nóng)業(yè)的興起讓她嘗到了很大的甜頭。

2004年，在有關部門的牽線下，宋美妹與人合作建立了福建省第一個航天育種基地。經(jīng)神舟三號飛船搭載、環(huán)繞地球108圈的“航遺1號黃瓜”等15類太空種子落戶基地。目前，她的公司已經(jīng)是擁有5000畝蔬菜基地和一座大型凈菜加工廠的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)。產(chǎn)品遠銷全國各地，并出口日本、馬來西亞等國，年產(chǎn)值逾億元。

現(xiàn)在，各地的航天育種基地越來越多，太空農(nóng)業(yè)產(chǎn)品可謂遍地開花，其應用價值被普遍看好。毫無疑問，這是航天科技服務社會的有效途徑。同時，減少了農(nóng)藥化肥的噴灑，提高了土地使用率，也是在為哥本哈根聯(lián)合國氣候變化大會呼吁的“低碳”經(jīng)濟作貢獻。因此，太空農(nóng)業(yè)被人們視為經(jīng)濟效益和社會效益并存的朝陽產(chǎn)業(yè)。

在太空農(nóng)業(yè)中，太空辣椒屬于開發(fā)得較早、應用得比較成熟的品種，畝產(chǎn)量可以達到5000千克，與傳統(tǒng)辣椒不可同日而語。甘肅天水航天育種基地工作人員向記者講述了這樣一件事。

太空花卉

陜西省洋縣是中國航天科技集團公司的對口扶貧縣。在開展科技扶貧時，雙方共同建立了航天育種推廣示范園，并簽署了航天育種推廣長期合作協(xié)議。同時，向當?shù)刭浰土艘划€地的“航椒一號”等優(yōu)良品種試種。收獲時節(jié)，當看到枝頭上掛滿了綠辣椒時，村民們炸開了鍋，從政府到農(nóng)戶都追著要太空辣椒種子。

不僅如此，從太空辣椒中提取出來的辣紅素，顏色要比普通辣椒更紅，賣相更好。辣紅素作為一種優(yōu)良的天然色素，被廣泛應用于食品、化妝品、化工涂料和醫(yī)藥生產(chǎn)等領域。太空辣椒的其他功能還有不少。有人甚至提出，將辣椒中的辣味素強化后再進行深加工，可以做成“辣椒炸彈”用在安防領域。

“太空農(nóng)業(yè)的妙處就在于能夠強化作物的某些性狀，滿足不同消費者的需求。說出來你都難以想象。目前，太空辣椒光賣種子的年市場份額就有15億元。如果有一天，我們公司能在其中占到30%，那將是什么樣的情形？”包文生在介紹太空辣椒市場時，反問了這么一句。

的確，太空農(nóng)業(yè)的力量不容小覷。2008年，一份經(jīng)過深度論證的行業(yè)報告《太空經(jīng)濟：未來航天發(fā)展的主戰(zhàn)場》，已經(jīng)釋放出了清晰的信號——太空經(jīng)濟時代已經(jīng)到來，太空農(nóng)業(yè)蘊藏著巨大的商機，越來越向產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展。

目前，神舟天辰科技實業(yè)公司在甘肅省政府的支持下，正準備投資5000萬元，在甘肅省張掖市建立一個3000畝的制種基地。按照“育種—繁種—制種”的流程，我們可以清晰地感受到，該基地的產(chǎn)業(yè)化大幕即將拉開。太空農(nóng)業(yè)，正走在希望的田野上。

太空瓠瓜

神舟風采仙客來獲國家金獎

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我國航天育種大事記

1987年8月5日 隨著我國第9顆返回式科學試驗衛(wèi)星的成功發(fā)射，一批農(nóng)作物種子、菌種和昆蟲等地球生物被送向了遙遠的太空，開啟了我國農(nóng)作物種子首次太空之旅。此后，我國又連續(xù)發(fā)射了幾顆返回式衛(wèi)星，除了搭載育種材料外，還搭載了部分測試儀器。我國航天育種研究工作全面展開。

1991年 隨著“航天效益工程”的提出，航天技術(shù)要為國民經(jīng)濟建設服務的發(fā)展要求成為我國航天事業(yè)發(fā)展的重要原則。航天育種也被列為航天效益工程的一個重要項目。

1994年 經(jīng)過農(nóng)業(yè)專家、生物專家、航天專家近10個月的評審，航天育種的前景令與會專家充滿信心。

1996年1月16日 第一次全國航天育種技術(shù)交流研討會召開。王淦昌院士聯(lián)合7位著名專家學者聯(lián)名給中央寫信，建議把航天育種工程列入國家計劃，發(fā)射一顆農(nóng)業(yè)衛(wèi)星，為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展服務。同年，農(nóng)業(yè)部正式將“作物空間誘變育種”列入“九五”部級重點課題。

2002年 科技部將農(nóng)作物航天育種課題正式列入國家“十五”863計劃，為航天育種技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎。農(nóng)作物航天誘變育種課題不僅意味著世界上從此有了航天育種的概念，而且，目標直指育種衛(wèi)星。

2003年4月22日 國務院批準了《關于審批航天育種工程項目可行性報告的請示》。同年5月，國家發(fā)展和改革委員會、財政部、國防科工委共同下達了《印發(fā)關于審批航天育種工程項目可行性研究報告的請示通知》。項目建設內(nèi)容包括育種衛(wèi)星的研制、發(fā)射、回收，地面育種試驗，機理研究與模擬試驗等部分,總投資2.85億元。

2006年9月9日 歷經(jīng)10年努力，我國第一顆、也是世界上迄今為止唯一一顆專門用于航天育種的衛(wèi)星——實踐八號育種衛(wèi)星成功發(fā)射。

2006年9月26日 實踐八號育種衛(wèi)星返回農(nóng)作物種子交接儀式在北京舉行。航天育種工程邁入地面選育階段。

2007年 航天育種課題繼續(xù)被列入國家“十一五”863計劃，進一步突出了航天誘變技術(shù)創(chuàng)新與突破性品種的培育目標。

2008年 依托國家航天育種工程的“空間環(huán)境農(nóng)業(yè)應用關鍵技術(shù)研究與示范課題”被列入國家“十一五”科技支撐計劃。

2009年 在國務院《關于應對國際金融危機保持西部地區(qū)經(jīng)濟平穩(wěn)較快發(fā)展的意見》中，甘肅天水航天育種基地作為西北唯一一家航天育種中心被列入，成為與陜西楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)和廣西、云南亞熱帶農(nóng)業(yè)示范區(qū)共同被國家重點支持的園區(qū)。

專家解讀

什么是真正的太空種子

航天育種技術(shù)是一種培育優(yōu)良種子的新技術(shù)，是通過返回式衛(wèi)星把農(nóng)作物的種子帶到太空環(huán)境當中，利用太空微重力、太空輻射、無空氣等特殊環(huán)境，對種子誘發(fā)變異，返回地面選育新品質(zhì)、新材料，培育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新品種，從而在更大范圍內(nèi)促進農(nóng)作物增產(chǎn)和農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展。

在大多數(shù)老百姓的印象里，在太空轉(zhuǎn)過幾圈并返回到地面進行種植的種子就是太空種子，而經(jīng)過栽培、種植后結(jié)出的成果都是太空作物。然而這種“太空種子”是不是就是真正意義上的太空種子？國家航天育種專家、中國農(nóng)科院作物科學研究所育種中心主任劉錄祥說，不是所有的種子經(jīng)過太空搭載后，返回地面進行種植就是太空作物。太空育種它首先是一種研究活動，種子經(jīng)過空間搭載以后，返回到地面后，必須由專業(yè)的育種人員，經(jīng)歷至少三到五年的選育過程，進行篩選淘汰穩(wěn)定化試驗，從中篩選出一些育種專家認為有價值的，或者有推廣應用前景的品系，進一步穩(wěn)定化以后，再經(jīng)過至少兩到三年的品種多點試驗后，報經(jīng)國家或省、部級品種審定委員會認定，認定這是一個新品種并指出適種區(qū)域進行推廣應用。因為國家頒布的《種子法》對一個新品種的界定和認定是有嚴格的規(guī)定的，所以并不是經(jīng)過太空搭載，就是太空種子，在地面種植后就是“太空茄子”或者是“太空西瓜”，這等于向人們傳達了一個錯誤的信息。沒有經(jīng)過國家權(quán)威的品種審定委員會審定過的種子，稱它們?yōu)樘帐卟嘶蚬瞎贩N有炒作之嫌。

人們所看到的太空作物的“大、重、高”等變化，這是利用太空特殊環(huán)境使搭載的種子發(fā)生突變后產(chǎn)生的一種性狀。而種子在太空中發(fā)生的突變是隨機的，有可能是果實變小、變高、變矮、早熟，不經(jīng)過篩選就直接種植，所獲得的遺傳性是不穩(wěn)定的。（晨初）

食用太空食品安全嗎？

目前，人們對航天育種產(chǎn)品還存在一定程度的誤解，把它和轉(zhuǎn)基因食品混淆起來。實際上，二者是完全不同的概念。轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品是將人工分解和修飾過的外來基因直接導入另一個生物體基因組中，引起生物體性狀發(fā)生變化，比如，把小麥的基因移植到水稻上，甚至有時是從某種微生物、動物身上提取基因，轉(zhuǎn)到農(nóng)作物上。這些種子本身染色體已產(chǎn)生缺失、重復、易位、倒置等突變。太空種子在太空高真空、微重力、強輻射等太空誘變因子作用下，發(fā)生突變的結(jié)果，是沒有外界基因的注入，而是利用太空物理誘變培育出來的新品種，沒有改變生物物種原來基因組。1996年把經(jīng)過第17顆返回式衛(wèi)星搭載的種子，經(jīng)過專業(yè)的伽瑪譜儀的測定，發(fā)現(xiàn)它的放射性元素并沒有增加。另一方面，雖然種子在太空特殊環(huán)境中會發(fā)生基因突變，但這種基因突變是自身基因的突變，并沒有像轉(zhuǎn)基因食品那樣增加了其他種類的基因，所以說它不會給人和環(huán)境產(chǎn)生威脅和損害，大家完全可以放心食用。

科學家指出，在正常情況下，植物種子產(chǎn)生自然變異要經(jīng)歷漫長的過程，航天育種只是使這個速度加快而已，并不存在安全問題。種子返回地面后，主要是作為科學試驗的對象，要經(jīng)過研究育成新品種后才進行推廣種植，最后才能走上人們的餐桌。因此，沒有必要擔心食用的安全性。（晨初）