可口的太空茄子、黄瓜、番茄,现在已经摆上寻常百姓的餐桌。
据中国宇航协会专家透露,我国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船育种搭载试验的品种共有近1200种。许多品种已经广泛推广,产生了良好的经济效益。
自1987年以来,我国共进行了11次航天育种搭载试验,其中利用返回式卫星试验品种998种,利用神舟号飞船试验品种200多种。试验品种包括粮食作物、油料作物、蔬菜、花卉、草类、菌类、经济昆虫等,其中粮油作物占47%,蔬菜作物占18%,其余为草类、花卉、菌类等品种。
航天育种是利用太空的物理环境作为诱变因子,使生物产生遗传性变异。
由于太空的特殊环境,种子会受到微重力和太空高能量辐射的影响,而发生遗传基因的变异。通过对这些变异种子进行选优及筛选,可获得具有优良性状的品种,从而培育出高产、优质、早熟、抗病良种。为了清楚了解种子在太空运行时所处的辐射环境,在搭载舱内还可同时放置核乳胶等探测设备对高能辐射进行监测。同时,由于现在整个地球的生态状况不佳,野生植物的品种日益减少,利用杂交水稻这样的传统方法来改良农作物品种的路子越来越窄,因此,通过太空育种来改良农作物品种及培育新品种,也是培育优良种子品种的有效途径。
大量的太空试验表明,航天诱变育种具有变异频率高、变异幅度大、有益变异多、变异稳定、变异快等诸多优点。变异主要表现为营养成分变异、抗病变异、抗旱变异、果形变异、粒形变异等。
据试验统计,航天育种变异率可达4%以上。我国已经试验成功的农作物变异有油菜角果变异、红小豆角果变异、白莲莲蓬变异、黄瓜果形变异、小麦生育期变异等。
在太空中进行试验还有一个好处,就是不需耗费飞行平台的电能,有时还可起到调整飞行器动量平衡的作用,更关键的一点是,因为太空高能粒子的能量比地面上人造加速器所产生的能量大得多,这是地面辐射试验所无法比拟的。
1999年,我国成功发射神舟一号航天飞船,太空育种的步伐也是同样跟进,自发射神舟一号开始到去年发射神舟五号,我国先后将甜瓜、番茄、西瓜、向日葵、蝴蝶兰、烟草、雅安黄连等花卉、蔬菜、药材的种子送入太空,在“神舟”五号载人航天飞船中还搭载了来自祖国宝岛台湾的农作物种子。初步试验结果表明,从搭载物品中可精选出优质的品种,其果实大小、营养物质的含量以及抗病虫害等方面均有显著改善。例如,经航天育种所生产的蔬菜比普通蔬菜营养素含量大幅度提高。维生素含量是普通蔬菜的281.5%,对人体有益的微量元素铁的含量提高7.3%,锌提高21.9%,胡萝卜素提高5.9%。四川1999年开始种植的太空蕃茄、青椒等农作物的平均产量增加了10%~20%,而且果型增大,品质提高,抗病害能力和可逆性增强,不需为抗病虫害而大量喷洒有毒农药。目前,我国已有13个品种通过国家审定,43个品系在大面积种植推广。在我国北京、上海、黑龙江等地都已建立了太空种子繁育基地。
此外,太空环境还可以使牧草、树木诱变,从而筛选出有益的变异,如产量高、经济性能高、速生等优良性状,从而形成太空草业、太空林业等,促进经济发展。
我国航天育种试验可利用的变异品种达到40%,目前已培育出50多个新品种,正在培育的品种达200多种。
据中国宇航协会专家介绍,我国在航天诱变育种试验研究和植物的细胞学、生理学、分子生物学的机理研究方面,已经进入世界先进行列。
(陈辉 吴登峰 王经国 黄明)