11 月 1 日,实践十九号卫星返回后海南搭载荷载交付仪式在海口盛大举行,一批重约 50 公斤的 “太空种子” 正式交付海南。这些种子涵盖了水稻、玉米、火龙果、西番莲等约 60 个品类,开启了海南农业的新征程。
太空育种是一项前沿的作物育种新技术。它利用返回式卫星和载人飞船等航天器,将种子等植物材料带入太空。在太空环境中,宇宙射线、微重力、高真空等综合因素诱发种子基因变异。据了解,太空环境中的辐射主要包括宇宙射线和太阳风等带电的高能粒子,这些高能粒子能够穿透植物种子的细胞壁和细胞膜,直接作用于 DNA 分子,导致 DNA 链的断裂、碱基损伤等,从而引发基因序列的改变和基因突变的产生。同时,微重力环境也会使植物种子内部的生长机制和基因表达模式发生显著变化。
此次交付的 50 公斤太空种子,是经过严格筛选而来。今年 4 月,省农业农村厅向省内相关科研院所、高校、种业集团等单位发出征集公告,共收到来自 20 多家单位的 200 多个项目申报资料。经组织省内外专家开展遴选工作,最终筛选出搭载种子约 50 公斤。10 月 11 日,随着实践十九号卫星完成 13.5 天的在轨试验与测试任务,这批 “太空种子” 与卫星回收舱一同安全返回地球。
太空育种具有 “诱变效率高、育种周期短、有益变异多” 的优势。与传统诱变育种相比,太空育种的变异率更高,育种周期更短。例如,水稻的自然变异率在二十万分之一左右,化学诱变的变异率也只有千分之几,而经空间诱变的水稻变异率可达百分之几。这些太空种子在交付省内各育种单位后,将结合 “南繁育种” 优势,科学设计好地面试验方案,加速航天育种材料的成果转化和推广,为海南农业的发展注入新的活力。
二、太空种子的诞生之路(一)精心筛选上太空今年 4 月,海南省农业农村厅发起的太空种子征集项目引起了广泛关注。众多科研院所、高校及种业集团积极响应,共提交了 200 多个项目申报资料。这些申报的种子种类繁多,涵盖了各种农作物、水果等不同品类。专家们面临着艰巨的筛选任务,他们需要从这些种子中挑选出遗传性稳定、综合性状好的种子,以确保太空育种的成功率。经过严格的评估和筛选,最终确定了约 50 公斤的种子搭载实践十九号卫星。这些被选中的种子就像是一群 “幸运儿”,肩负着为海南农业带来新突破的重任。
(二)太空环境诱变异太空环境中的宇宙射线、微重力、高真空等因素共同作用,为种子基因变异创造了独特的条件。宇宙射线中的高能粒子能够穿透种子的细胞结构,对 DNA 分子造成损伤,引发基因序列的改变。在微重力环境下,植物种子内部的生长机制和基因表达模式发生显著变化,可能导致细胞分裂和增殖异常以及基因表达调控失衡。高真空环境则加速了种子的衰老过程,增加了基因发生突变的概率。这些因素相互交织,使得太空育种具有高度的随机性和不可预测性。
太空育种具有显著的优势。与传统诱变育种相比,太空育种的变异率更高,能够在相对较短的时间内创制出性状优良的种质资源。例如,传统育种可能需要数年甚至数十年才能培育出一个新品种,而太空育种可以将这个时间大大缩短。此外,太空育种还能产生更多有益的变异,为农业生产带来更多的选择。这些优势使得太空育种成为了现代农业发展的重要技术手段,为提高农业生产效率、保障国家粮食安全提供了有力支持。
三、太空种子落地后的使命(一)后续育种工作部署省农业农村厅对后续育种工作进行了全面而细致的部署。一方面,充分发挥海南 “南繁育种” 优势,与太空育种 “诱变效率高、育种周期短、有益变异多” 的特点相结合。科学设计地面试验方案,加速航天育种材料的成果转化和推广。在主要农作物育种方面,将致力于筛选出高产、抗旱、耐盐碱的优良品种,为保障国家粮食安全贡献力量。
例如,据统计,通过太空育种结合南繁优势,有望使水稻产量提高 [X]%,玉米的抗旱能力提升 [X] 等具体数据。同时,在特色经济作物育种方面,通过快速繁育,加速航天番茄、辣椒、茄子等优异突变体的筛选与推广,提高海南特色农业的市场竞争力。在热带特色水果育种方面,研发耐热抗病的芒果、火龙果、西番莲等品种,助力海南热带优异果蔬开发利用。
另一方面,依托中国农科院、中国热带农业科学院、海南大学等科研院校,发挥国家耐盐碱水稻技术创新中心、热带作物生物育种全国重点实验室、基因编辑创新利用重点实验室等创新平台优势。对优良突变材料的基因进行精准定位与筛选,利用基因组测序技术,及时对试验结果进行评估,找出存在的问题,提出可行性建议,形成空间育种成果评估报告。
(二)开启星际农耕新篇章太空种子的到来为海南农业带来了全新的机遇,开启了星际农耕的新篇章。这些来自宇宙的种子不仅将为海南农业带来新的增长点,还将为全球农业发展提供新的思路和解决方案。太空育种技术的应用,使得海南能够培育出具有更高产量、更强抗逆性和更好品质的农作物品种。例如,经过太空育种的芒果可能具有更高的甜度和更丰富的营养成分,耐热抗病的火龙果能够在更广泛的地区种植,为农民带来更高的收益。同时,海南在太空育种方面的成功经验也可以为其他地区提供借鉴,推动全球农业科技创新。随着 “星际种子” 在海南的落地生根,海南将成为农业科技创新的重要实践地,为构建高质量的现代种业产业体系贡献力量,形成 “航天 + 南繁” 的海南新名片,引领全球农业走向更加美好的未来。