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太空育种是咋回事?

畜牧家禽网  来源:中工网 阅读数:

  从1987年至今,我国通过9艘神舟飞船以及16颗返回式卫星,已经将1000多种作物、微生物等生物材料送入太空。实际上,太空育种基地在我国各地早已红红火火地展开,甚至盯上了老百姓的餐桌。

  在人们都想尝尝太空蔬菜是个啥滋味的时候,“辐射”、“变异”这些词还是为背后的安全问题增加了一些疑虑。

  诱变环境随机不可控

  与地面上的选种、育种不同,空间诱变所处的环境并不是人们能够控制的,在这种不可控环境中诱发的变异,真的是我们可利用的吗?

  中国农科院作物研究所航天育种研究中心主任刘录祥说:“宇宙空间是宇宙射线、高能粒子、微重力等同时存在的综合环境,而且每一次飞船或者返回式卫星的发射,所遇到的空间环境都是随机的。此外,植物的种子、其他生物进入空间的复杂环境,基因变异的类型、频率也是随机不可控的。”

  刘录祥说,这就是诱发突变技术的客观情况。但是,“我们从后代的筛选中发现,无论是空间诱变,还是地面上传统的诱变,确实可以获得基因变异的个体,并且在直接或间接地筛选进行新品种的培育”。

  在上世纪50年代末期,前苏联、美国就已经将一些植物种子送到太空,进行一些生物学效应的观察。当时的实验报告就已经证实了空间环境可以引起植物种子的形态、萌发过程中的一些生理性的变化、染色体的畸变等。“我国通过过去20年的实验,证实了太空诱发突变确实可以从诱变种子的后代中获得优良的品种。”刘录祥说。

  刘录祥认为,虽然不是每一次突变对育种家都是有价值的,但是对于分子学家来说,却获得了一个新的形状,可以做新的基因研究。而且,基因突变的随机性恰恰反映出了诱发突变的多样性。从理论上,这种随机性就可以产生意想不到的突变类型,这就给育种家筛选多样化的材料提供了平台。

  “实际上我们就是利用了空间环境不可量化的这一特点,诱发突变实际上就不应该是一个定向培育新品种或新基因的手段。”刘录祥如是说。

  人工诱变加速自然变异

  实际上,空间诱变仅仅是诱变技术的方法之一。在陆地上,还有通过化学方法、核辐射的方法进行的突变。国际原子能机构和联合国粮农组织专门成立了联合司推广传统的核辐射诱变育种技术,这项技术已经有七八十年的历史。

  刘录祥介绍说,目前在国际粮农组织注册的突变品种已经有3000多种,包括通过传统核辐射以及太空诱变技术获得突变品种,我国拥有的数量占国际突变品种的将近三分之一。

  “通过诱变技术,最终目的是创造新的基因资源。”他说,“现在全球的生物多样性,随着经济、社会的发展,在持续降低。如何维持和增加生物多样性,诱发突变就是途径之一。”

  在自然界,生物一直在进化过程中,而突变就是进化的动力。只不过自然界变异频率低、类型单一。刘录祥说,通过人工诱变的方式,本质上就是加速了自然变异的速度和多样化变化的过程。

  只是培育新品种的途径之一

  又是辐射,又是加速自然界的变异频率,它们创造出的新品种食物,在媒体中已经多次亮相,大青椒、大茄子、超大的冬瓜……对于消费者,都有同样的两个问题:安全吗?更好吃吗?

  但是对于育种专家刘录祥来说,不论是太空诱变技术,还是核辐射诱变技术,抑或是最为传统的种苗筛选育种,都不过是培育新品种的途径之一。

  “1996年,我们将小麦种子搭载卫星上天后,就进行过专门的放射性监测,并没有发现任何放射性的增加。”刘录祥说,“不会对植物本身的安全性有任何改变”。

  现在,上过太空的种子,很自然地就被挂上了“高级”的牌子。航天育种基地也在各地风声水起,“太空蔬菜”也要挂名出售。

  不过刘录祥认为,作为一种培育新品种的手段,实际上培育出的优质品种与传统手段培育出的新品种相比并没有“高人一等”。而且通过太空诱变育种技术培育出的后代,也要通过国家或省级的品种委员会审定,要符合产量高、品质可接受,具备抗病性、抗旱性的基本条件。而通过了审定注册,后续的推广和应用都和其他品种没有什么太大的区别。

  “虽然一个新品种的推广需要宣传,但绝不意味着太空育种的品种就一定要打上一个不一样的标签。”刘录祥说:“每年通过不同途径培育出的新品种都有上千种。不只是北京,全国很多地方都建立了大量的航天育种基地,实际上我认为,育种基地仅仅是在某一个品种数量比较少的时候,用于向消费者、企业展示产品,一旦一个品种大量上市,这种基地也就没有实际的意义了。有些航天育种基地确实是在为了推广航天育种的品种做扎实的工作,但有的恐怕就有企业的活动、利益在里面。”

  链 接

  何谓太空育种?

  太空育种即航天育种,也称空间诱变育种,就是将农作物种子或试管种苗送到太空,利用太空特殊的高真空、宇宙射线、微重力等特殊环境的共同诱变作用,使作物种子产生变异,再返回地面选育、培育新品种的作物育种新技术。

  太空育种具有有益的变异多、变幅大、稳定快,以及高产、优质、早熟、抗病力强等特点。其变异率较普通诱变育种高3~4倍,育种周期较杂交育种缩短约1倍,由8年左右缩短至4年左右。

  经历过太空遨游的农作物种子,返回地面种植后,不仅植株明显增高增粗,果型增大,产量比原来普遍增长而且品质也大为提高。到目前为止太空育种取得了不错的成效,但仍无法控制种子的变异方向,只能是任其发展,这是当今世界的科学空白区 ,等待着科学家们去做进一步的探索。

  太空育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的农业育种新途径。是当今世界农业领域中最尖端的科学技术课题之一,通过已进行的太空农业试验,植物、动物等生物体的许多特性奥秘被揭示。

  目前,世界上只有美国、俄罗斯、中国成功地进行了卫星搭载太空育种。

  中国太空育种情况

  中国的太空育种始于1987年,最初只是想了解种子经过太空搭载会发生什么变化。

  中国自1987年8月5日第一次利用返回式卫星搭载植物种子以来,已成功进行了10余次太空育种试验,先后共有70多种植物的l000多个品种的种子进行了太空育种试验,共吸引全国23个省(市)的70多个单位参与种子搭载试验,通过国家审定的品种已经有38个,80多个品种在大面积推广。

  通过太空育种,水稻出现了大穗、大粒、优质、高产新品系。如经太空诱变育种培育出的航育1号水稻新品种,株高降低14em,生长期缩短13d,增产5%~10%;水稻新品种华航一号穗大、粒多、结实率高,可增产10%,产量达7500 kg/公顷。

  此外,通过太空育种还获得了许多矮秆、丰产、早熟的小麦新品系,其产量较一般品种高10%~15%;在青椒育种方面,通过太空育种培育出一批高产、优质、抗病的新品系,如8-2青椒的单果重>250g,产量751300kg/公顷,维生素C含量增加20%。

  太空食品的安全性

  太空食品和普通食品没有什么区别,是很安全的食品。

  关于太空食品安全性的问题,专家普遍认为,太空育种并没有将外源基因导入作物中使之产生变异。作为诱变育种技术,太空育种可使作物本身的染色体产生缺失、重复、易位、倒置等基因突变。这种变异和自然界植物的自然变异一样,只是时间和频率有所改变。太空育种本质上只是加速了生物界需要几百年甚至上千年才能产生的自然变异。太空中宇宙射线的辐射较强,这是植物发生基因变异的重要条件。目前,人工辐射育种中的辐射剂量只是国际食品安全辐射量的几十分之一,而太空中的辐射剂量还不到辐射育种辐射剂量的百分之一。

  宇宙射线引起的基因变异经常会让人想到转基因食品。转基因作物是将外源基因导入植物体内而培育出的新品种,如转基因大豆是将非大豆植物甚至动物、微生物的基因导入而产生的变异。而太空育种则是让作物的种子自身发生变异,没有外源基因的导入。我国颁布的有关转基因安全管理规定中,特别排除了对自身通过突变产生的新物种的管理,这也说明太空育种是非常安全的,不用担心其产品的安全性。

畜牧家禽网编辑:agronetshenqi

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