9月26日,農業部部長杜青林興衝衝地從國防科工委主任張雲川手中接過“實踐八號”育種衛星帶回的農作物種子。這些不起眼然而能量非凡的種子,吸引了在場人的目光,很多人都想知道,航天育種和我們的生活有什麼關係?為什麼要開展航天育種?吃了“太空糧”、“太空菜”會不會對身體産生不良影響?
科技成果令人稱奇
為了迎接交接的這一刻,中國農業科學院航天育種中心主任、研究員劉錄祥一天一夜沒合眼,但談起航天育種,仍然神采奕奕。他介紹,經過多年地面種植篩選,目前,我國已育成60多個農作物優異新品係,其中水稻、小麥、棉花、芝麻、番茄、青椒等30個新品種已通過省級以上審定。
航天育種的成果令人稱奇。青椒足有半斤重,畝産高達5000公斤,維生素C含量也增加兩成。還有特大粒的紅小豆、特長的油菜、含鐵量增加69%的巨穗穀子……
劉錄祥説,傳統育種一般需要8年至10年,但航天育種有可能將時間縮短一半。這對我國糧食增産、農民增收具有重要意義。在有限的資源條件下,品種改良是提高糧食産量的重要出路,而航天技術是解決這一問題的有效途徑之一。
這一結論源於中國農科院航天育種中心所進行的一系列實踐。他們牽頭承擔了“十五”863課題,在過去4年間育成了12個水稻、小麥新品種,已經累計推廣850萬畝,增産糧食3.4億公斤,創直接經濟效益5億元。
其中堪稱航天育種稻之王的,是福建培育的“II優航1號”,它是全國首個利用航天技術育成的百畝畝産突破900公斤的超級稻,至今仍保持再生稻頭季、再生季和全國百畝畝産3項世界紀錄,推廣面積達到200萬畝,取得了顯著的社會經濟效益,在農業增産、農民增收上展現了良好的應用前景。
劉錄祥認為,我國現有耕地的三分之二為中低産田,糧食平均畝産400公斤左右,如果用10%的耕地推廣航天新品種,水稻年産量可望增加25億公斤,小麥可望增加14.4億公斤,有望創造數十億元的産值。
航天育種中國獨有
據專家介紹,航天育種是我國科學工作者開創的農作物育種新技術,是將我國成熟的誘變遺傳操作技術和返回式衛星技術相結合,利用返回式衛星和“神舟”飛船將農作物種子帶到200至400公里的太空中,利用太空特殊環境對農作物種子的誘變作用産生變異,再返回地面選育新種質、新材料,培育新品種的作物育種新技術。
目前,我國的空間誘變育種研究處於世界領先地位,浩瀚的太空正在成為中國科學家培育農作物新品種的實驗室和育種基地。1987年以來,我國已先後22次利用返回式衛星、5次利用“神舟”飛船,為國內26個省、市、自治區和香港地區以及法、德、日等國共幾百家單位開展了1400余項空間搭載實驗,在空間材料科學、空間生命科學、空間工程科學,特別是空間誘變育種等領域取得了可喜的成果。
開展航天育種,不但可以解決我國人多地少的農業發展矛盾,也是中國為世界農業發展開發出的一項創新性研究領域。目前,世界上只有中國、美國和俄羅斯掌握衛星返回技術,而只有中國成功進行了衛星搭載太空育種。上個世紀五六十年代,美蘇多次發射返回式航天器並搭載植物種子,但他們並未把這項技術應用於農業品種改良和培育,而是重點用在了為載人航天服務,即用這一技術探測空間環境的安全性,解決人類在太空環境中的食物供應、氧氣來源及生存環境安全等問題。
我國開創性地進行了航天育種研究,取得了一系列開創性的研究成果,國際知名雜誌《自然》和《科學》對此給予了關注,並作了專題報道。
直接食用沒有危險
人吃了“太空糧”、“太空菜”會不會對身體産生不良影響?劉錄祥説,航天育種是有意識利用空間環境條件加速生物體的變異,並沒有導入任何外源基因,從本質上與自然變異沒有任何區別,只是利用宇宙輻射、微重力及弱地磁場等因素的誘導,使作物染色體産生缺失、重復、易位、倒置等基因突變。在正常情況下,植物種子産生自然變異要經歷漫長的過程,或許幾十年,甚至上百年,而航天育種只是使這個速度加快而已,並不存在安全問題。而且,航天飛行回來的種子經各種專業檢測,沒有發現增加任何放射性,即使直接食用也沒有危險。更何況,種子並不是返回地面直接食用,而主要是作為科學試驗的對象,要經過一系列研究,育成新的品種,才進行推廣種植,然後才能走上人們的餐桌,大家完全沒有必要擔心。
“種子只要一上天就能獲得豐産”的看法也有問題。劉錄祥介紹,種子上天不一定就能發生優良的變異,也不可能立刻就能穩定遺傳,返回地面後還需要完成大量的工作,經過多代篩選、鑒定並由有關方面審定後,才能稱其為真正的“太空種子”。一般情況下,航天育種工作至少需要3-5年才能徹底完成。
在建設社會主義新農村的進程中,航天技術與農業科學技術相互滲透,是實現我國農業現代化、實現工業反哺農業的重要途徑。農業部部長杜青林指出,發展航天育種,大力培育和推廣優良品種,將成為促進我國農業科技創新,提高農業收益的重要途徑。將為解決“三農”問題,發展高産、優質、高效、生態、安全的現代農業做出積極貢獻。
國防科工委主任張雲川表示,航天科技不僅可以在航天育種方面大顯身手,還可以在精準農業、廣播電視“村村通”、發展遠程教育、遠程醫療、建立國家遠程應急系統中發揮實效。 (記者 呂賢如 通訊員 郭平)
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航天育種工程中的“一箭一星”
“一箭”是指“長征二號丙”運載火箭。由中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭計劃研究院研製。為滿足發射要求,火箭進行了修改,起飛質量為245噸,起飛推重比約1.22,于1997年9月首次發射成功。從1975年11月起至今,長征二號火箭及長征二號丙改火箭已連續成功地發射了28次。
“一星”是指“實踐八號”育種衛星。該衛星由返回艙和儀器艙組成,返回艙由回收艙和制動艙組成,儀器艙由服務艙和密封艙組成。該星是我國第一顆專門用於農業育種的返回式科學實驗衛星,也是我國發射的第23顆返回式科學技術試驗衛星。
地面育種將全面展開
衛星返回後,農業部將會同有關部門,組織農業專家,全面開展地面育種研究和航天誘變機理研究。
“實踐八號”育種衛星共裝載包括水稻等在內的九大類生物材料,共計2020份,涉及152個物種。
參與地面育種研究的單位有130多家。
我國航天育種的三個階段:
準備階段:1987年—1995年
1987年8月5日,一批農作物種子、菌種和昆蟲等“搭乘”我國第9顆返回式科學試驗衛星升入太空,我國航天育種序幕拉開。
1991年,“航天效益工程”提出,航天技術要為國民經濟建設服務,成為航天事業發展的重要原則。
1995年,專家建議將航天育種工程列入國家重大科技工程計劃。
立項階段:1996年—2005年
1996年1月16日,第一次全國航天育種技術交流研討會召開。王淦昌院士等7位專家學者聯名給中央寫信,建議把航天育種工程列入國家計劃併發射一顆農業衛星。
2000年10月,《航天育種工程項目可行性研究報告》通過了有關部委評估。
2003年4月22日,國務院批准《關於審批航天育種工程項目可行性報告的請示》。航天育種衛星項目正式立項。
發展階段:2005年至今
2005年7月26日,國防科工委正式批准《航天育種系統工程研製總要求》,工程開始實施。
2006年7月22日,我國首顆育種衛星和運載火箭研製成功,裝載種子完成篩選和初步分析。9月9日,“實踐八號”育種衛星在酒泉衛星發射中心升空,這顆專事農業科技的科學實驗衛星使航天育種從搭載衛星的“配角”成為“主角”。9月24日,在四川遂寧成功返回。9月26日,國防科工委將返回的種子正式移交農業部,航天育種進入實質性研究階段。