馬勇強(qiáng)
隨著航天科技的發(fā)展,一個(gè)新的事物走進(jìn)了我們的生活:太空育種。今天就和大家聊聊太空育種和太空食物。
什么是太空育種
太空育種又稱航天育種、空間誘變育種。是利用太空技術(shù),將作物的種子、組織、器官或生命個(gè)體等誘變材料,利用強(qiáng)輻射、微重力、高真空、弱磁場(chǎng)等宇宙空間的特殊環(huán)境作用使生物基因突變,再返回地面進(jìn)行選育,培育新品種、新材料的作物育種技術(shù)。這不是一項(xiàng)新技術(shù)了,是隨著人類航天科技的進(jìn)步同步的一項(xiàng)技術(shù),20世紀(jì)60年代初期,前蘇聯(lián)學(xué)者就首次研究和報(bào)道了空間飛行對(duì)植物種子的影響。
中國(guó)的太空育種始于1987年,1987年5月,中國(guó)利用第9顆返回式衛(wèi)星首次搭載植物種子、菌種、昆蟲等地球生物進(jìn)行試驗(yàn)。最初只是想了解種子經(jīng)過太空搭載會(huì)發(fā)生什么變化,1987年至2011年,中國(guó)通過返回式衛(wèi)星、神舟號(hào)宇宙飛船、高空氣球等工具進(jìn)行了共22次、1200多個(gè)品種的航天工程育種搭載試驗(yàn)。
經(jīng)過太空育種的農(nóng)產(chǎn)品不僅生長(zhǎng)快、果實(shí)大、色澤亮、口感爽,而且營(yíng)養(yǎng)豐富、品質(zhì)上乘,基本不依賴化肥和農(nóng)藥,具有很強(qiáng)的地面環(huán)境適應(yīng)性和抵御病蟲害侵襲的能力。
太空水稻株高降低14 厘米,生長(zhǎng)周期縮短13 天,顆粒飽滿,蛋白質(zhì)含量提高8%~12%,畝產(chǎn)達(dá)500 公斤以上。矮稈、早熟的太空小麥新品種的產(chǎn)量較一般品種高10%~15%?!坝罱?號(hào)”青椒平均單個(gè)重達(dá)500克,維生素C和可溶性固態(tài)物,鋅、鐵等微量元素含量提高了20%~30%,體態(tài)豐盈,皮脆味清?!昂教熘ヂ?號(hào)”個(gè)大、色白,單株蒴果達(dá)98粒以上,抗病抗倒伏,自培育成功后,受到青睞。具有矮化作用的由隱性單基因控制的細(xì)胞核雄性不育太空玉米,單株能長(zhǎng)出7個(gè)碩大的多色玉米棒,令人咋舌。“航遺1號(hào)”黃瓜1條可達(dá)1 米長(zhǎng),碧綠嫩脆。太空櫻桃番茄中β胡蘿卜素含量是普通胡蘿卜的3倍,耐儲(chǔ)存,非常適于學(xué)生和電腦工作者食用。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)已有70多個(gè)太空育種農(nóng)作物新品種通過審定,200多個(gè)品系在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。 已進(jìn)行搭載的有糧食作物類:小麥、水稻、大豆、玉米、綠豆、豌豆、高粱等;蔬菜類:西紅柿、辣椒、黃瓜、甜菜、茄子、蘿卜等;經(jīng)濟(jì)作物有棉花、煙草等;花卉有萬(wàn)壽菊、雞冠花、三色槿、龍葵、荷花、百合等;中草藥材有黃芪、甘草;樹木種子有油松、白皮松及石刁柏,還有草坪種子。
太空育種食品安全嗎
林林總總的農(nóng)作物到太空上轉(zhuǎn)了一圈,就變得和地面上的作物不一樣了,究竟是怎么一回事兒呢?到底太空育種食品安全嗎?
其實(shí),在正常的地表環(huán)境中,動(dòng)植物的突變是很常見的,只不過發(fā)生的概率很低,這些突變來源于遺傳物質(zhì)DNA堿基序列的改變。那么太空的特殊環(huán)境,就會(huì)增加這種突變的概率,比如水稻自然變異的頻率在二十萬(wàn)分之一?;瘜W(xué)誘變的變異頻率也在千分之幾。而經(jīng)空間處理的水稻變異頻率可達(dá)百分之幾。一般來說,太空育種變異率為5%~10%,最高的誘變率可超出10%以上,其中有益突變率為2%~3%。
而且,太空育種并沒有將外源基因?qū)胱魑镏惺怪a(chǎn)生變異。作為誘變育種技術(shù),太空育種可使作物本身的染色體產(chǎn)生缺失、重復(fù)、易位、倒置等基因突變,突變的基因是個(gè)別的且是局限的,改變的植物性狀也是簡(jiǎn)單的幾項(xiàng),這種變異和自然界植物的自然變異一樣,只是時(shí)間和頻率有所改變。太空育種本質(zhì)上只是加速了生物界需要幾百年甚至上千年才能產(chǎn)生的自然變異。所以太空食品比轉(zhuǎn)基因食品要安全得多,而且從太空回來的種子經(jīng)過培育,挑選出的優(yōu)良品種要經(jīng)過不少于4代的種植,其中的每一代遺傳性狀都有所分離。如果4代后有幸篩選出一個(gè)新品種,還需要國(guó)家有關(guān)部門的品種審定,這一過程至少需要3年,之后專家審定合格后才能拿到證書。
我們國(guó)家的航空科技處于國(guó)際領(lǐng)先地位,太空食品這樣的科技成果也早就走入了“尋常百姓家”, 截至2012年我國(guó)共有224個(gè)航天育種研究小組分布在各科研院所,各地授牌興建的航天育種基地也已超過60個(gè),希望大家更多了解太空食物,共享科技進(jìn)步的成果。