“等了这么久,终于收到了。”新航天星空实验室太空育种中心主任张传军难掩激动之情。6日,由该中心在实践十九号卫星搭载的种子成功交接,即将进入科学研究阶段。
今年10月底,我国首颗可重复使用返回式技术试验微卫星“实践十九号卫星”顺利返回地球,而空间育种试验是此次飞行的任务之一。据悉,实践十九号卫星圆满完成近千个种质资源空间育种实验。
收到的青蒿种子 图由受访者提供
“我们借此机会将28个品种的种子送上太空,除了蔬菜、水果,还有药材‘青蒿’。其中青蒿20克,约10万粒种子”张传军说道。
为什么要费力将种子送到太空?作为世界上为数不多的国家所掌握的技术,“太空育种”有何神奇之处?一粒粒种子返回地球后,还要经历什么?记者与张传军聊了聊。
从粮食到药材,航天育种不断“上新”
当药材遇上航天育种,会有怎样的效果?
10月11日,一批经过选育的种子,经历了14天的“太空之旅”,搭载着“实践十九号卫星”返回地球。两个月后,种子们正式完成交接。
在这批种子中,除了熟悉的粮食、蔬菜,还有一个特别的品种——青蒿。
青蒿 图由受访者提供
青蒿种子为啥会上太空?青蒿作为中药材,具有重大的科研和应用价值。但是青蒿也面临品种老化,有效成分含量不稳定的情况。为此,新航天星空实验室太空育种中心选择通过航天育种,加速青蒿的品种选育迭代。
与传统育种相比,航天育种有着许多优势。“经过太空特殊环境作用后,种子的变异幅度更大,且稳定性强。如青蒿种子在太空进行诱变,可能出现药性成分提高、产量增加等性状优化。”张传军解释,“中药材传统选育耗时长,成本也高,我们希望通过航天育种技术加快品种选育。”
航天器的每一克载荷资源都很宝贵,那么,什么样的种子才能获得飞船的“船票”呢?
张传军表示,上天的种子都是精挑细选出来的,除了需满足综合性状优良、遗传稳定性一致、种子完整等条件,还要确保在新的环境下依然能够保持良好的生长状态。
新技术按下品种培育“加速键”
当种子回到地球,标志着新一轮研究的开始。
“经过空间旅行,不是每粒种子都会发生变化,能顺利完成基因突变的种子比例不到10%,即便是有变化,变化的方向也是不可控的。”张传军解释,现在种子返回陆地后,需要反复试验,才能筛选出能够被他们所用的优异种质。
成为“优质种”,除了“上天”还要“入地”。科研人员挑中的种子要进行多代筛选培育,以及全国多个生态区繁殖后,“连年优秀者”经过专门审定委员会的鉴定合格后,才能来到市场。
新航天星空实验室成员收到种子 图由受访者提供
除了“太空育种”,当前新技术也为漫长的育种之路按下“快进键”。
张传军介绍,在育种工作中,过去需要靠人工观测和记录分析作物的表型特征,从而筛选出优异资源用于育种,这样工作量大、耗时长。“传统育种方法一般需要7-8年,现在借助分子育种技术,可能2-3年就可以出成果。”
张传军口中的“分子育种”,主要指的是根据需求对种子的基因进行编辑的技术,使得作物按照设计的方向生长,如使作物变大或变矮。也就是说,使用分子育种技术的种子,就像开了导航一样,可以直奔育种目的地,从而省下大量时间,真正实现快速育种。
育种方式正在“黑科技”助力下,更加先进和多元。“比如基因编辑、生物育种、人工智能等技术融合发展,帮助品种不断改良,使得育种的速度和效率得到提升,育种成果也将以更快的速度进入市场。”张传军说道。
“太空种子”已飞入寻常百姓家
对于大众而言,太空作物早已不是稀罕物。比如平日里经常见到的鲜花,其种子就可能曾有过“飞天”的经历。
今年3月,张传军所在的新航天星空实验室太空育种中心,就曾在电商平台上推出“太空鲜花”,销售的正是遨游过宇宙的花种。上架不到2天,首批产品便已售罄。
从“太空粮食”到“太空鲜花”,再到“太空药材”,越来越多品种的种子历经太空遨游、完成“蝶变”。
航天育种的关键之一是种子材料的空间搭载。从1987年中国第九颗返回式卫星首次搭载农作物种子飞向太空至今,中国进行太空育种已经有37年的历史。这些年来,中国航天育种为种质资源创新提供了重要的技术支撑。
实践十九号卫星 图源:央视新闻客户端
此次搭载的实践十九号卫星是我国首个可重复使用的返回式技术试验卫星,搭载载荷包括主粮作物、经济作物、微生物航天育种载荷以及空间技术试验载荷等20大类。
国家航天局对地观测与数据中心主任孟令杰在接受采访中表示,实践十九号卫星所携带载荷的种类非常多。对培育种源新品种、支持种质资源的创新、支持生物医药空间科学创新、促进空间的科学国际合作都具有十分重要的作用。
“从零星通过卫星搭载,到育种专业卫星,再到近年进入空间站育种时代,航天育种研究将获得更为丰富的资源保障,这无疑是农业发展迎来的一个‘新机遇’。”张传军表示,未来,他期望能够借助航天育种等先进技术,培育出更多的新品种,引领种业创新。
目前,中国空间站已经全面建成,商业飞船也会入列飞行,将会有更多的种子进入“太空之旅”,也会诞生更多优良的新品种。在前赴后继的科学家们努力下,航天育种,正蓬勃向上。
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