为什么神舟飞天每次都带“它”?看我国“太空种子”如何“既上天又入地”-1508吨等于多少千克
来源:海报新闻
6月17日,三名航天员搭乘神舟十二号出征,成为中国空间站核心舱的首批航天员。跟随航天员一同开启太空之旅的还有29.9克的南靖兰花种子。咦?为什么要送种子上太空?什么样的种子才能成为骄傲的“太空种子”呢?
中国首创航天育种 起源来自偶然
我国是全球最早进行航天育种研究的国家,航天育种的起源还来自一个偶然。
1987年,我国第9颗返回式科学试验卫星首次将一批水稻和青椒等农作物种子送向遥远太空,中国科学院遗传研究所研究员、被誉为“中国太空育种第一人”的蒋兴村和其他研究人员意外发现,极个别上过天的种子发生了一些遗传变异,萝卜种子更有抗药性,一个蒜头能重3两多,这让他们震惊不已,由此揭开了航天育种的序幕。
2018年11月6日,陕西杨凌,除了有超大太空南瓜,还有航天冬瓜、辣椒、茄子、葫芦、树番茄等,这些展示的太空果蔬都有种子出售。
航天育种,准确地讲叫
航天诱变育种,
是利用航天特殊环境因素诱变农业生物遗传改良,具体指利用空间环境的宇宙粒子、微重力、弱地磁、高真空等综合因素,
在空间环境对农业生物的诱变作用来产生有益的基因变异
,返回地面后通过进一步选育,创造农业育种材料、培育新品种的农业生物高技术育种新方法。
2012年6月20日,西安航天育种基地。西安育种基地培育的太空百合花种子,现在已经开始大面积种植,收效果显著。
“太空种子”蜕变史:既要上天,也要入地
说到航天育种,很多人的印象仅仅停留在“把种子带上天再带回来,作物就能丰产、果实就能变大”。其实不然,种子的筛选是一个非常漫长的过程,不是每一粒种子都能上天的,上了天的种子回到地面还要经历“九九八十一难”,层层筛选最终“胜出”并获得审定才能成为“太空种子”。
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第一步:严格选拔】
太空种子也是有门槛的,何况是要送你上天这么难得的机会怎么可能“雨露均沾”,什么样的种子可以取得“太空旅行门票”?众多种子选手中
只有那些果实饱满、活力好、遗传稳定性高的才能通过选拔,
获得宇宙遨游的机会。
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第二步:太空遨游】
选拔通过的种子会搭载卫星到太空飞行一周,最长的可以飞行27天。但是
不是每一颗上过天的种子都是“太空种子”,种子们要等待宇宙粒子的垂青,
如果幸运地被宇宙粒子击中,返回地面后在显微镜下就会发现一个鱼雷样的亮点,这样的种子可以进入下一轮考核。
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第三步:魔鬼训练】
回到地面后,被宇宙粒子击中的种子被叫到一旁,科学家问:你们都有什么特长?种子们表示自己也不清楚。好吧,那就优胜劣汰吧!科学家们开启一系列魔鬼训练:用病害去感染它、捉虫子去咬它、种到旱地里不给它浇水……最终,
产量好、势头旺盛、或具有抗性(如不怕虫子咬不怕干旱)的“强者”才能留下。
2012年6月20日,西安航天育种基地。经过太空搭载后的植物种子要经过几年时间的精心培育筛选后才能进行应用和推广。
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第四步:地方培训】
种子们还得“接地气儿”,通过魔鬼训练的种子要在全国各地“跑起来”,到多个生态区进行繁殖。最终,只有
通过了多年多个生态地点的测试
,品种审定委员会才会给最终胜出者颁发“转正”证书,成为真正的太空种子。
科学家们辛勤的努力,的确收获了丰硕的果实,“不一般”的太空种子,种出来的果实确实“不一般”。
2016年03月03日,天津滨海新区海滨街太空蔬菜基地里,形似“狼牙棒”的鹤首葫芦涨势喜人。
从遨游太空到地面培育,从品种筛选到品质验证,
整个过程耗时4-6年。
想要成为一粒太空种子真的太难了!
那么,究竟为什么要送种子上太空呢?
据航天育种工程首席科学家任刘录祥解释,一切为了
粮食安全。
作为14亿人口的大国,
粮食安全始终是我国长期的战略性重要问题。
在可耕种土地有限的情况下,我国要实现每年增产只能依靠良种,航天育种工程无疑会为种质资源创新和重大品种选育提供重要支撑。
科技部在“十五”“十一五”“十二五”、863研究项目里,都对利用空间航天工程服务农业生产进行支持。
未来航空育种在创造大果型、高品质、高抗性的特异性种子材料方面,更有着不可替代的作用。
2006年10月16日,太空蛋茄、太空菜葫芦、太空茄子、太空辣椒等太空蔬菜亮相中国国际农交会。
神舟飞天每次都带货:我国“太空带货”经济规模超2000亿元
从1987年第一批种子上太空,截至2020年9月,我国先后进行了
30多次
返回式卫星、神舟飞船、天宫空间实验室等航天器的搭载,将
数以万计
的植物种子送入太空。神舟一号到神舟十二号的历次飞行任务都搭载了航天育种生物类试验载荷。
航天育种在我国粮食安全和生态环境建设等诸多领域作出了重要贡献,培育的小麦、水稻、玉米、大豆、棉花和番茄、辣椒等园艺作物新品种,
累计种植推广面积超过240万公顷,增产粮食约13亿公斤
。
经过多年科研和地面选育后,
通过国审和省审的航天育种新品种超过200个,创造直接经济规模超过2000亿元。
2012年6月20日,西安航天育种基地。经过太空搭载的辣椒形状如同风铃,但花和叶子却没有改变。
神舟八号为了验证高等植物在空间环境下的开花结实过程,设计搭载了《番茄试管苗空间开花结实》实验装置,8个番茄蓓蕾5株开花结果,
在国际首次实现了太空空间植物开花结果
。
天宫二号进行了高等植物培养实验,首次在空间上获得了拟南芥开花基因启动子控制的绿色荧光蛋白实时图像,也是我国
首次成功进行植物“从种子到种子”的全生命周期培养。
搭载嫦娥五号在月球遨游了23天的水稻种子航聚香丝苗,是名副其实的太空二代,它的“父亲”华航31号和“母亲”航恢1508都去过太空,也是
目前人类史上飞得最远的稻种
。
2020年12月28日,广州,在华南农业大学,部分在近月轨道航行过的水稻种子已经被安排发芽。
中国的牧草航天育种尚处于初始阶段,目前成功培育出的“中天1号紫花苜蓿”“农菁14号紫花苜蓿”等牧草品种,已在
全国推广种植25万亩以上
,有效解决了国内优质高产品种少、国外引进品种退化快等问题。
航天育种技术成果在
脱贫攻坚
中也发挥了显著作用。利用空间诱变育种技术,华南农业大学成功地在普感稻瘟病的品种“丽江新团黑谷”和“中二软占”中诱变和创制出一批
抗病乃至达到免疫的新种质
。利用这些抗病种质资源,培育出更为优质丰产高抗稻瘟病的新品种。
......
上过太空的种子,已逐渐开始惠及百姓的生活。
航天技术与农业生产相遇的背后,凝聚着无数科学家的智慧和汗水,我们的餐桌丰富了,国家的粮食安全也有了保障。
期待搭载神舟十二号遨游太空的种子为我们带来新的惊喜!
(大众网·海报新闻编辑 葛思琦 综合自央视网、科技日报、今日中国、光明日报等)
责编:吕 原
审核:冯世娟
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