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发展航天育种 快速培育农作物优良品种

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2021-08-30 18:01:50

种业要振兴,育种技术创新是关键。眼下,随着我国空间站的持续建设,我国的“航天育种”也有望取得新的进展和突破。

总台央视记者 姜恺:在我们平常的印象当中,农业科学家他的工作场景一般是田间地头或者这样的实验室。但是我们今天要认识的这个团队,他们工作的核心并不在地面上,而是哪呢?往上看,在浩瀚的太空、星辰大海。

这些在花盆里长得高高低低的小麦看起来其貌不扬,其实每一株都很金贵,因为它们都有一个遨游过太空的祖先。这些高高低低的特点,就是太空中的辐射、失重和真空等环境,刻入了基因里的痕迹。刘录祥就是把这些小麦送上太空的人。

中国农业科学院作物科学研究所副所长、国家航天育种工程首席科学家 刘录祥:比如说我们中国农科院作科所跟山东农科院原子能所合作选育的“鲁原502”小麦品种,已经累计推广了8000多万亩。其中,2019年达到了1960万亩,是全国第二大品种。

航天育种的原理,主要是利用太空中辐射等因素引起植物基因变异,再通过地面人工选育培育新品种。

中国农业科学院作物科学研究所副所长、国家航天育种工程首席科学家 刘录祥:空间辐射跟我们日常生活中常见的一些所谓的辐射是有本质的不同,空间环境的我们称为宇宙粒子的这种辐射,我们在物理学上叫做“粒子辐射”。“粒子辐射”跟电磁辐射最大的区别在于,“粒子辐射”不仅有能量传递引起物质的改变,它同时有一个质量,质量的沉积可能会放大变异,同时它难以修复。

专家表示,我国在掌握了返回式卫星技术之后就持续不断地开展航天育种工作,而随着中国空间站的建设,我国航天育种事业还将取得新的进展和突破。

中国农业科学院作物科学研究所副所长、国家航天育种工程首席科学家 刘录祥:我们过去经过30多年的航天育种的探索,应该说从搭载的方法、选择的程序以及它突变体材料的利用等等,这些已经形成了比较成熟的方案,但遗憾的是我们现在对空间试验很难做到去设置不同的重复试验。空间飞行一次,那么这一次飞行可能有太阳爆发事件、太阳粒子事件,你下一次飞行的时候可能空间就很平静,那么种子所吸收的宇宙粒子的辐射可能是完全不一样的,你很难做一个有重复的统计学规律的实验,然后去获得一些结论。如果我们基于空间站这样一个长期稳定的实验舱,那我们可能获得的生命科学研究的数据更加丰富,在上面可以去让宇航员帮助我们带上一批种子,用一些特殊的装置,比如说用铅屏蔽室屏蔽起来,过一个星期暴露一次,这样连续做一段时间的处理,看看种子暴露时间的长短跟变异频率的关系,我相信会得出一些跟我们目前认知不一致的或者有更新的一些认识的数据。

另外,过去受制于返回式卫星的空间和飞行时间,小麦这种生长周期长的植物不可能在太空完成整个发芽、开花、结果的生命周期。现在,有了长期驻留太空的空间站,情况就不一样了。

中国农业科学院作物科学研究所副所长、国家航天育种工程首席科学家 刘录祥:特别是在开花期、合子期,合子期就刚刚授粉那个时候,它对外界环境特别敏感,它特别容易引起变异。我们国家原来在“实践号”系列卫星上面也做了相关实验,就是快要开花了,我们把它搭载上去,然后让它在空间完成整个授粉的过程,获得了非常好的结果。国际空间站已经做了上百种植物的实验,我觉得以后有中国空间站这个平台,应该说空间实验的几率大大增加;另外一个就是,我们去设计这个实验的思路打开了,因为确实提供了非常大的一个实验平台,以前从来没有过的平台。

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