近日,在兰州召开的草业航天育种专题研讨会上,利用航天诱变育种技术选育的中天1号紫花苜蓿草种备受关注。

“经过16年选育研究,中天1号紫花苜蓿草种于2018年经全国草品种审定委员会审定通过。该草种优质、丰产性状突出。”中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所抗逆牧草育种与利用团队首席专家杨红善介绍。

记者从中国载人航天工程办公室了解到,无论在开展高科技育种,拓宽育种途径,创制新的高产优质品种,还是面向国家农业和生态建设等的重大需求服务国计民生方面,利用载人航天技术开展空间诱变育种实验,都将发挥重要作用。

物理辐射育种的延伸

传统育种手段的重要补充

航天育种是航天技术、生物技术与农业育种技术相结合的育种新途径。利用航天器搭载生物材料在宇宙环境强辐射、微重力和弱地磁的共同作用下,空间诱变产生基因组水平上的变异,返回地面后经过至少4代地面选育,筛选出携带新性状的新材料、新种质,最终培育出遗传稳定、品质优良的新品系、新品种。

与常规地面辐射育种突变相比,航天搭载空间诱变产生的突变材料具有成活率高、变异频率高、突变幅度大、稳定性强、育种周期短等明显优势。它由此成为物理辐射育种的延伸、传统育种手段的重要补充。育种专家们借助载人航天工程提供的平台,利用特殊的空间环境培育出农作物新产品,极大地提升了农业创新和生产技术水平。

据航天育种产业创新联盟理事长梁小虹介绍,我国先后30多次利用返回式卫星、神舟飞船、天宫空间实验室和其他返回式航天器搭载植物种子,已在千余种植物中培育出700余个航天育种新品系、新品种。累计种植面积1.5亿亩,产业化推广创造经济效益2000亿元以上。除粮食、蔬菜、水果、油料等农作物品种外,还创制出林草花卉、中草药新品种和制药、酿酒等微生物新菌种,获得了广泛应用和良好的社会效益。

天上的育种试验不断

育出优质、丰产、高抗新品种

记者从中国载人航天工程办公室了解到,中国载人航天工程实施以来,在历次载人航天工程飞行试验任务中,利用神舟飞船及新一代载人飞船试验船搭载作物种子和植物材料开展空间诱变实验,经过多年科研和地面选育后,通过国审和省审的航天育种新品种超过200个。

神舟一号到神舟十一号的历次飞行任务都搭载了航天育种生物类试验载荷。神舟八号为了验证高等植物在空间环境下的开花结实过程,设计搭载了《番茄试管苗空间开花结实》实验装置,8个番茄蓓蕾5株开花结果,在国际首次实现了太空空间植物开花结果。天宫二号进行了高等植物培养实验,首次在空间上获得了拟南芥开花基因启动子控制的绿色荧光蛋白实时图像,为未来建立以植物为基础的空间生命生态系统和提高系统的生产效率提供依据,这也是我国首次成功进行植物“从种子到种子”的全生命周期培养。

“近年来,航天育种技术成果在扶贫攻坚中发挥了显著作用。”梁晓虹说。

利用空间诱变育种技术,华南农业大学成功地在普感稻瘟病的品种“丽江新团黑谷”和“中二软占”中诱变和创制出一批抗病乃至对病害达到免疫的新种质。科学家利用这些抗病种质资源,培育出更为优质丰产高抗稻瘟病的新品种。

江西省超级水稻研究发展中心利用航天诱变,选育出跃恢航0799、跃恢航1698、跃恢航1573等优良恢复系应用于育种。

航天搭载空间诱变技术还在其他主粮作物、经济作物和蔬菜水果等品类上获得了成功的应用,涌现出的新品种为粮食安全和农民增产增收带来了切实的收益和实效。(王霄科技日报记者付毅飞)