11月24日4時30分,嫦娥五號探測器在文昌衛星發射中心由長徵五號運載火箭送入太空,開始了歷時23天、行程超76萬公裡的地月往返徵程。華南農業大學(下稱「華農」)國家植物航天育種工程技術研究中心成為此次空間搭載試驗的重要科研單位。
經過系列嚴格評審和地面試驗,華農提供的水稻材料隨著嫦娥五號飛向月球。人類為什麼要把種子送到太空?與以往的航空育種相比,這次又有什麼不一樣?
為什麼要把水稻種子送上天?
航天育種的原理並不複雜:空間環境具有高真空、微重力、弱磁場及複雜輻射等特點,太空射線中複雜的高能重離子衝擊生物細胞,誘導其產生遺傳變異,就能獲得新的性狀。而且誘導突變的方式有很多,有科學家在地面上模擬太空中的射線,達到誘變效果;也有科學家採用化學物質誘變的方法。
中國科學院院士、浙江大學教授陳子元曾評價,20世紀60年代以後,各種物理誘變因子應用於植物誘變育種,但它們的規模和成就均不如航天育種大。
這次嫦娥五號的地月往返過程中,將經歷完全不同的宇宙高能輻射、微重力、交變磁場等空間環境因素,可能對實驗材料的變異率和變異幅度帶來重大影響,從而為科研工作者深入研究航天育種變異規律提供重要的實驗樣本和數據。
等到水稻種子從太空歸來,還要經過數年的培育、篩選、驗證等工作,才能知道是否出現了「好的性狀」。「我們的工作是從樣本後代中篩選出對人類有益的突變性狀,如抗病害、抗倒伏、高產等等。」 華南農業大學原副校長、國家植物航天育種工程技術研究中心主任陳志強說。
過去,由於農作物的生長繁殖周期比較長,一批空間誘變的材料可能需要三五年時間才能完成鑑定和篩選。如今,以水稻為例,通過快速加代繁殖的手段,可以在1年時間內篩選出對人類有用的性狀。之後,科學家會通過一系列的自交或者雜交,嘗試將這種好的性狀穩定下來。穩定下來的材料,經過與其他的品種的「比拼」,如果成績很好,再通過審定,才允許進入生產。
國標優質一級,高抗稻瘟病、高抗白葉枯病水稻新品種「華航57號」
香型、多抗、優質、絲苗型水稻新品系「華航聚香絲苗」
這次有什麼不一樣?
嫦娥五號將實施我國首次月面取樣返回任務,實現探月工程「繞、落、回」三步走戰略目標。嫦娥五號在完成月球探測、採集2千克月壤樣本的探月工程三期收官之戰的同時,也是一次在深空開展空間誘變實驗和航天育種研究的寶貴機會,將進一步促進空間誘變育種相關研究,為天地一體化科研活動提供有力支撐。
相關負責人介紹,此次嫦娥五號空間搭載試驗,是繼2020年4月新一代載人飛船空間搭載試驗後,華農參與的又一次空間科學重要科研活動。在新一代載人飛船空間飛行任務中,華農組織廣東、廣西、福建、四川等優勢科研院所,精心遴選了水稻、甜玉米、南藥、微生物等31份材料參加搭載試驗。
自成立以來,華農國家植物航天育種工程技術研究中心利用空間誘變及現代生物學技術,已先後培育出57個水稻新品種通過各級品種審定,創造了顯著的社會經濟效益。
近年來,航天育種研究團隊針對市場需求,在特優質、高抗病、輕簡化品種選育方面取得新突破,近期育成的多個品種米質均達國標優質一級、高抗病蟲害;在香型絲苗品種培育方面也取得系列進展,所選育的「華航聚香」系列品系在生產上表現突出。
【記者】鍾哲
【通訊員】 郭灼 方瑋 謝韓
【作者】 鍾哲
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