太空育種介紹
一、什么是太空育種?
太空育種:也稱空間誘變育種,太空育種也稱航天育種,是指將農(nóng)作物種子或枝芽放在航天器上,隨之在高真空,宇宙高能離子輻射,宇宙磁場(chǎng)、微重力、超潔凈、強(qiáng)輻射及大溫差的宇宙空間遨游一定時(shí)間,使種子基因發(fā)生遺傳變異,返回地球后經(jīng)地面培育4代~8代,即可獲得穩(wěn)定的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟、抗病的農(nóng)作物良種——太空種,從而顯著提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。太空育種具有有益的變異多、變幅大、穩(wěn)定快,以及高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟、抗病力強(qiáng)等特點(diǎn)。其變異率較普通誘變育種高3-4倍,育種周期較雜交育種縮短約1倍,由8年左右縮短至4年左右。
太空育種是集航天技術(shù)、生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)育種技術(shù)于一體的農(nóng)業(yè)育種新途徑。是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中最尖端的科學(xué)技術(shù)課題之一,通過(guò)已進(jìn)行的太空農(nóng)業(yè)試驗(yàn),植物、動(dòng)物等生物體的許多特性?shī)W秘被揭示。目前,世界上只有美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)三個(gè)國(guó)家擁有返回式衛(wèi)星技術(shù)。在這方面,中國(guó)走在世界前列。
二、太空育種成果
自1987年以來(lái),我國(guó)利用返回式衛(wèi)星和神舟飛船,先后進(jìn)行了10多次搭載,有1000多個(gè)品種的種子和生物材料上天。
由于植物種子體積小,攜帶方便,在選育新品種方面具有較大的選擇空間。已進(jìn)行搭載的有糧食作物類:小麥、水稻、大豆、玉米、綠豆、豌豆、高粱等;蔬菜類:西紅柿、辣椒、黃瓜、甜菜、茄子、蘿卜等;經(jīng)濟(jì)作物有棉花、煙草等;花卉有萬(wàn)壽菊、雞冠花、三色槿、龍葵、荷花、百合等;中草藥材有黃芪、甘草;樹(shù)木種子有油松、白皮松及石刁柏,還有草坪種子。
通過(guò)太空育種,培育出了一批新的突變類型和具有優(yōu)良性狀的新品種。例如水稻種子經(jīng)衛(wèi)星搭載,獲得了植株高、分孽力強(qiáng)、穗型大籽粒飽滿和生育期短的性狀變異。增產(chǎn)20%,單季畝產(chǎn)400--600千克,最高達(dá)750千克。蛋白質(zhì)含量增加8%--20%,氨基酸總含量提高53%。 太空小麥培育出矮桿、早熟、抗倒伏、抗病害、蛋白質(zhì)含量高的豐產(chǎn)類型。
太空青椒枝葉粗壯,果大肉厚,免疫力強(qiáng)。單果重350--600克,單季畝產(chǎn)3500--4000千克,最高可達(dá)5000千克,比普通青椒增產(chǎn)20%--30%,經(jīng)中科院遺傳研究所檢測(cè)分析,太空青椒所含維生素C提高20%,可溶性固形物提高25%,病情指數(shù)減輕55%。
太空黃瓜,藤壯瓜多,瓜體奇大,單果重850-1100克,抗病力強(qiáng)。特別是雌花開(kāi)得多,是地面瓜秧的1.5倍。雖然它的皮厚了點(diǎn),但瓜肉非常清涼爽口、汁多肉嫩。
太空番茄長(zhǎng)勢(shì)尤為喜人,株高莖粗,果穗增多,比常規(guī)番茄增產(chǎn)15%以上,最高可增產(chǎn)23.3%。黑龍江農(nóng)科院園藝所選育的“宇番一號(hào)”,在全國(guó)推廣種植面積已超過(guò)100萬(wàn)畝。
“太空櫻桃番茄”,含糖量高達(dá)13%,與柑桔含糖量相當(dāng),口感鮮甜,可當(dāng)水果食用。
太空西瓜的顯著特點(diǎn)是含糖量達(dá)13%以上,可溶性固形物增多,纖維少,個(gè)頭大,吃起來(lái)沙甜可口。
太空玉米能結(jié)出6-7個(gè)“棒子”,可長(zhǎng)出5種顏色,而且味道也比普通玉米好。
太空搭載的雞冠花、麥稈菊、蜀葵、矮牽牛等,都表現(xiàn)出開(kāi)花多、花色變異、花期長(zhǎng)等特點(diǎn)。尤其是粉色的矮牽牛,花朵中出現(xiàn)了紅白相間的條紋。更令人驚奇的是萬(wàn)壽菊的花期竟延長(zhǎng)到6個(gè)月以上。
游過(guò)太空的大蒜能長(zhǎng)到近半斤重,太空蘿卜的幼苗讓害蟲(chóng)敬而遠(yuǎn)之,本來(lái)無(wú)法雜交的秈稻和粳稻自從周游過(guò)太空后也能雜交了。
太空育種的效益和成果吸引了美國(guó)、俄羅斯,保加利亞、菲律賓等國(guó)家,都希望與我國(guó)合作。上天“修煉”回到“塵世”的太空種子,具有十分廣闊的市場(chǎng),必將灑播廣袤的大地,生產(chǎn)出更多更好的太空食品,給人類帶來(lái)無(wú)限的福音!
三、太空植物敢吃嗎?
地面上普通的青椒、番茄、黃瓜,上天轉(zhuǎn)一遭回來(lái),就搖身一變換了模樣。很多人都有些不放心,這些東西敢吃嗎?經(jīng)科學(xué)家檢測(cè)分析,可以非常負(fù)責(zé)地告訴大家:經(jīng)過(guò)太空育種的水稻依然是水稻,青椒依然是青椒,并無(wú)外來(lái)生物基因?qū)肱c整合,物種沒(méi)有發(fā)生本質(zhì)的變化。這就比如DNA的基因排列是“1、2、3、4”,經(jīng)太空育種后的基因排列是“1、3、4、2”,只是排序發(fā)生變化。而轉(zhuǎn)基因植物里則有“5”進(jìn)來(lái),所以就出現(xiàn)了"土豆吃出牛肉味","豬肉吃出菠菜"味之說(shuō)??梢?jiàn),太空育種與轉(zhuǎn)基因有著根本的區(qū)別。
明白了這個(gè)道理,當(dāng)你看到經(jīng)太空遨游后的黃瓜像胳膊一樣粗,茄子如籃球一般大時(shí),大可不必過(guò)于擔(dān)心,完全可以放心食用。
美國(guó)曾對(duì)哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)搭載的番茄種子及果實(shí)進(jìn)行化驗(yàn)分析,結(jié)論是:“無(wú)毒,可以食用?!甭?lián)合國(guó)的國(guó)際糧農(nóng)組織、國(guó)際衛(wèi)生組織、國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)已經(jīng)聯(lián)合認(rèn)定:太空種子是安全種子,太空種子培育出的農(nóng)作物是健康食品。
四、太空育種的意義
人類的生存、生產(chǎn)活動(dòng)隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展從最初的陸地、海洋、大氣層進(jìn)入地球軌道空間和外層空間,并且開(kāi)始適應(yīng)、研究、認(rèn)識(shí)、利用和開(kāi)發(fā)太空環(huán)境,這是人類文明史上的一次偉大飛躍。
太空環(huán)境蘊(yùn)藏著極其豐富和多種多樣的資源。太空育種這一選育良種新手段,具有不可低估的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。太空育種也是利用太空資源的一次成功的嘗試。
先進(jìn)的航天技術(shù)為快速培育優(yōu)良品種及特異種質(zhì)資源開(kāi)辟了一條新途徑,為人類進(jìn)入太空農(nóng)業(yè)時(shí)代展示了美好前景。太空蔬菜培育的二代、三代已經(jīng)表現(xiàn)出高產(chǎn)、抗病、維生素含量很高等特性;太空花卉普遍在花期、花型、株型、顏色等方面發(fā)生了變化。有的花期變長(zhǎng),有的縮短,原來(lái)紫色的花,能成為白色、紅色。
人類是要利用這些新品種帶來(lái)的特殊價(jià)值。一般來(lái)講,各地搭載的種子都是選擇當(dāng)?shù)卦鲋敌б娓?、有?dāng)?shù)靥厣?,并可以大面積種植的品種。獲得優(yōu)良品種后,達(dá)到產(chǎn)業(yè)化就會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)有直接而顯著的促進(jìn)作用。
比如中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所在北京培育的紫花苜蓿、沙米、紅豆草、冰草匍匐,四種草有這樣的特點(diǎn):特能抗寒抗旱。尤其是紫花苜蓿還有較高的蛋白質(zhì)含量,能像韭菜一樣,一茬一茬地割,與未經(jīng)搭載的對(duì)照株相比,它的存活期變長(zhǎng)了,而且不易枯萎。據(jù)介紹,專家們將繼續(xù)對(duì)呈現(xiàn)變異特征的太空"草民"進(jìn)行篩選和接種,一旦它們的變異特征穩(wěn)定下來(lái),將被大面積種植在我國(guó)西部地區(qū)及北京周邊,用來(lái)防止草地荒漠化,堵截沙塵暴。
優(yōu)質(zhì)的品種就有可觀的市場(chǎng)價(jià)格,據(jù)悉美國(guó)的太空番茄比優(yōu)質(zhì)蘋(píng)果還貴。
太空育種可以縮短育種周期。據(jù)專家介紹,正常的農(nóng)業(yè)育種一般需要8年時(shí)間,太空育種可以縮短一半的時(shí)間。但從太空搭載回來(lái)以后,在地面必須要種植四代,才可以選育出性能穩(wěn)定的品種。
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