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隨“嫦娥”奔月的種子發芽了 與“前輩”相比它們經歷大不同

來源:科技日報作者:葉 青責任編輯:安思翰
2021-01-07 10:23

搭載嫦娥五號探測器在月球遨遊23天后,一批重約40克的“航聚香絲苗”水稻種子隨同返回器順利着陸,標誌着我國水稻育種首次完成深空空間誘變試驗的搭載,具有里程碑式的意義。

2020年年末,國家探月與航天工程中心在北京舉行了嫦娥五號搭載種子交接儀式。據瞭解,這批“奔月”的水稻種子來自華南農業大學國家植物航天育種工程技術研究中心(以下簡稱航天育種中心)。12月28日,記者在航天育種中心看到,有一些“奔月”水稻種子已經發芽,科研人員正在準備進行後續研究。

記者瞭解到,我國是世界上首創利用航天技術進行作物誘變育種的國家。航天育種的原理其實並不複雜——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。

“變異是物種進化的基礎,也是新品種選育的重要途徑。”航天育種中心副主任郭濤介紹,“深空極端環境是極為獨特的誘發變異因素,這對於新品種選育非常重要。”

郭濤進一步介紹説:“水稻是遺傳學研究的一個模式生物。選擇水稻開展深空搭載研究物種進化,不僅有助於理解深空環境的遺傳效應,而且可將所獲得的優良變異應用於水稻品種選育,有助於提升農業生產水平。”

那麼,此次參與航天育種的水稻種子是如何入選的呢?“所選的種子特性要與科研目標相匹配。”郭濤表示,種子首選條件應是性能優良、穩定。

經過嚴格科學的“選秀”,最終來自航天育種中心的“航聚香絲苗”水稻種子脱穎而出。有趣的是,這個種子出自“太空世家”,它的“父親”和“母親”同樣來自太空。親本之一的“華航31號”是利用空間誘變及現代生物學技術培育出的超級稻,其米質達國標優質2級、高抗稻瘟病、耐肥抗倒、耐寒性強、適應性廣;另一個親本“航恢1508”同樣是空間誘變的產物。

作為我國航天育種領域重要的國家級科研創新平台,航天育種中心自1996年以來先後進行了24次植物空間誘變試驗。但與之前我國航天育種所搭載的返航衞星、神舟飛船相比,這次搭載實驗有所不同。

“這次搭載的水稻種子歷經近23天的飛行,在近月軌道長期接受深空獨特極端環境的輻射影響,而且遭遇了範艾倫輻射帶、太陽黑子爆發。其空間航行距離之長、遭遇空間環境之複雜,都是可遇不可求的。”郭濤表示,本次搭載實驗預期將產生更強烈的遺傳效應,這有助於尋找深空與前期近地軌道間的效應差異,為深入研究航天育種變異規律提供重要的實驗樣本和數據。

如今,搭載嫦娥五號“奔月”歸來的種子們正靜靜躺在實驗室裏。

“搭載只是第一步。接下來通過將這些水稻種子進行一系列的自交或雜交,科研人員會從抗病蟲害、耐逆性、適應機械化生產等方面,培育適合未來需求的優良水稻新品種。”郭濤説。

郭濤表示,此次深空空間誘變實驗,有望幫助人類更深入瞭解水稻如何響應深空環境的分子及遺傳機制;獲取一批具有重要價值的優良新基因,並形成完善的關鍵基因利用技術體系,服務於水稻品種選育;選育一批高產、優質、多抗、綠色的水稻新品種,滿足多元化產業需求。

“這次搭載嫦娥五號進行深空空間誘變試驗,屬於100%中國原創,將來也將產出100%原始創新的成果。”航天育種中心主任陳志強表示,要對此次嫦娥五號搭載的深空空間誘變材料進行深入研究,同時希望藉此機會開展對深空航天誘變的系統性研究;創建、發現、挖掘一批好的基因和突變體,培育一批優質的新品種,服務國家糧食生產。

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