北京北三环联想桥周边房价,2008年达到均价1.8万元/平方米,寸土寸金。
就在这片繁华和熙攘中,一片绿油油的庄稼在摩天高楼与车水马龙之间铺展开来,达到上百亩。
有人说,这是大都市里最后一片田园风光。
有人说,这是全中国最“贵”的一处庄稼地。
实际上,这是中国农业科学院的试验田。刘录祥,中国农科院作物科学研究所航天育种中心主任,就是在这样一片农田里,培育着他麾下那全中国最贵的种子——太空种子。
航天诱变,会不会变出个“怪物”来?
太空种子,是随着返回式卫星的诞生而出现的新鲜事儿。
“把植物种子用卫星搭载上天,在太空环境里经受了空间诱变,返回地面后再经过连续几年的培育和筛选,就可能形成有明显优势的新品种。”刘录祥说,“这是植物育种的一个新天地。”
太空具有特殊的环境,包括宇宙粒子辐射、微重力、弱地磁、高真空以及低温等等。这些综合因素会诱导种子基因发生突变,使植物产生可以遗传的独特性状。
“基因突变”“变异”“人工诱变”……这些在科幻片中常能听到的词汇,让航天育种蒙上了一层“恐怖”的色彩。
对此,刘录祥解释道:“在自然界里,自然环境的变迁也会引起生物发生相应的基因突变,我们称其为自然变异。航天育种只是相当于用人工手段和太空条件,把自然变异的周期缩短了而已。”
有人担心,“基因突变”会不会变出个恐怖片里的“怪物”来?刘录祥说:变异虽然是随机的,但并不是漫无边际的,当变异打破了机体应有的平衡时,生物本身就无法存活了。所以,哪怕是“航天诱变”,也只是在生命原有基础上的小改动。
“还有人对'宇宙射线’不放心。”刘录祥说,其实,普遍用于食品及医疗器具消毒的辐照技术安全性,早已得到了世界原子能机构和世界卫生组织的认可。
“太空辐射的强度仅为一般辐照消毒的百万分之一,还要经过地面几年的淘汰筛选,所以完全不必担心。”刘录祥说。
对航天育种的误解还表现在对产品的认识上。
“人们对航天作物的第一印象往往是'大’,大青椒、大黄瓜、大番茄……其实航天育种的可选择面非常广。”刘录祥说。
他举例,“太空五号”弱筋小麦适合做糕点,口感好,面筋少,而“航麦96号”则是中强筋小麦,适合做面条饺子,两种小麦产量潜力都超过当地传统品种10%以上。
还有棉花,“南方棉花往往绒比较短,航天育种培育出的棉花,在南方能长得像新疆棉花一样,绒又长又细,能做高级布料。”
茄子皮对治疗冠心病有好处,科学家们尝试培育小茄子,这样皮就多了。通过航天育种,还能得到黄、绿、橙等多个颜色的西红柿。
航天育种,是一个五彩斑斓的世界。
种子上太空转一圈,就叫太空种子?
什么是太空种子?种子上太空转一圈,就叫太空种子?
如今,不少商家打着“太空种子”的名号高价销售,宣称他们的种子乘坐卫星或飞船上天后,能够“结出巨大果实”。
刘录祥提醒公众不要轻信和上当。
“种子上天走一遭,只是完成'太空育种’的第一步罢了,随后还要经过农业专家几年的地面培育、筛选和验证。这其实是一项繁复的科学研究活动。”他说。
以小麦为例,搭载回来的种子叫做“第一代种子”,要全部种下去——“第一代植株有时也会表现出一些变异性状,但我们只是观察记录下来,收获的种子全部再种下去,长出来的叫第二代,这才开始选长得'好’的种子。”刘录祥说。
“搭载后的种子长得壮实,可能是宇宙环境刺激它生长了,但它的基因未必就发生了改变。”
所有突变体,从第二代开始真正表现出来。科研人员也得以开始选择:矮秆的——抗倒伏,穗子大的——产量高,早熟的——收获期早,等等。“变异是不定向的。有的变好,有的变坏,但我们的选择是定向的。”刘录祥强调。
选择出第三代种子继续播种,目的是看这些变异性状是否真正能够稳定遗传,经过进一步筛选,再迁到位于昌平的综合试验农场进行大面积培育,达到一定规模后,还要拿到河北、山东、辽宁等多个试验点去试种,看看在不同环境下是否都能表现出优良性状。
“试种成功,就可以申请参加省市级或国家级品种审定委员会统一组织的品种区域试验。”刘录祥说,“委员会还要试种两到三年,如果几年都表现很好,超过给出的对照品种,那就可以申请国家或省一级的品种审定。”
“审定认可的种子,才能叫'太空种子’。”刘录祥说,从搭载种子“晋级”到“太空种子”,最快也要经过四年到六年的周期。
“目前,经过省级以上品种审定委员会审定的农作物航天新品种有60多个,而市场上出现的航天品种有两三百个。”刘录祥说。
刘录祥提醒,农民如果想鉴别太空品种的真伪,可以打电话向当地农作物品种审定委员会或中国农科院航天育种研究中心进行咨询。
航天育种,中国是全世界的领跑者
航天育种发展前景广阔。
“这是中国科学家立足国情、独辟蹊径的特色创新。”刘录祥说,在这方面,中国是全世界的领跑者。
“美俄用卫星搭载植物要比我们早几十年,但他们的主要方向是研究空间环境对生物的影响,并尝试在太空播种植物,为人类长期居留太空改善环境和提供食物。”刘录祥说。
1987年,我国第一批“太空种子”乘坐第九颗返回式卫星上天。“那次的目的,也只是做空间生命科学研究。”刘录祥说。
结果出人意料:搭载种子经过地面培育后,水稻籽粒饱满,青椒果实明显变大。“当时,全国正在紧抓'菜篮子’'米袋子’工程,中科院研究员蒋兴邨提出了用太空手段做育种实验的想法。”刘录祥说。
后来,蒋兴邨被誉为“中国航天育种第一人”。
“我们国家有航天技术平台,又有农业发展的实际需求,加上科研人员的魄力,终于走出了一条新路。”刘录祥说。
在过去20年间,科学家们利用航天技术培育出了60多个新品种。“十五”期间,航天育种成为国家“863项目”的重点课题。
“但这还都只是零星搭载,是'借’人家卫星的空间塞我们的种子。”刘录祥说,“航天育种取得新的跨越,是2006年'实践八号’育种卫星的成功发射。”
作为世界上第一颗专门用于育种研究的卫星,“实践八号”搭载了208公斤、2000多份种子和菌种;航天育种的机理研究也得以系统开展。
“以前只知道太空环境对种子有影响,但哪一个因素影响大?影响多少?是怎样影响的?卫星上安装了一整套科学测量仪器,终于可以做这方面的实验了。”刘录祥说。
“实践八号”上的种子,如今已培育到了第二代、第三代。刘录祥介绍了他们的目标规划:尽快生产出新品种,每年推广面积突破1000万亩,单产提高10%左右,增产粮食40万至50万吨。
“去年,我国粮食进口总量是160万吨。”刘录祥说。
在提升产量的同时,研究人员也注重降低太空食品的售价。“目前,太空蔬菜的售价比普通蔬菜贵20%左右,随着太空食品的普及,这一差距将不断缩小。”
“目前,只有美国、俄罗斯、欧盟和中国拥有返回式航天器技术。航天育种技术,中国独占鳌头。”刘录祥说。
国际原子能机构及世界各国,尤其是亚太地区国家对此表现出了浓厚的兴趣。印度、巴基斯坦、韩国、澳大利亚等都向中国表示了合作意向。航天育种的光明前景,正在中国人面前铺开。
9月24日10时43分,经过15天的太空漫游,我国第一颗航天育种卫星——“实践八号”在四川省遂宁市成功着陆。我国的航天育种研究始于1987年,到目前为止已利用返回式卫星先后成功地进行了13次70多种农作物的空间搭载试验,但专门通过航天卫星进行农作物育种的研究尚属首次。
据国家航天育种工程项目首席专家、中国农科院航天育种中心主任刘录祥研究员介绍,此次发射的“实践八号”育种卫星是我国第一颗以空间诱变育种为主要任务的返回式科学试验卫星。卫星上共装载水稻、麦类、玉米、棉麻等2020份农作物种子以及幼苗和微生物菌种等生物材料,共包括了152个物种,其中植物133种、微生物16种、动物3种(线虫、蜜蜂和家蚕)。
种子上天后真的会发生奇妙的变化吗?和常规育种相比,航天育种有什么特殊之处呢?刘录祥告诉记者,种子在太空中确实会发生一些变异,航天育种的有益突变率可以达到3%—5%,经航天育种产生的变异一般在第三、四代即可稳定。因此,与常规育种8—10年的研究时间相比,航天育种的研究周期可缩短一半左右,3—5年就可培育出性状稳定的新品种。
事实上,遨游过太空的种子的确不同凡响。这些种子返回到地球上,再经过科研人员的精心选育,奇迹不断出现:“宇番1号”番茄,果实橘黄色、味甜、肉厚、籽少,平均单果重250克,最大单果重800克;“太空5号”小麦,是我国利用航天技术育成并审定的第一个优质、高产小麦新品种;“II优航1号”,是航天技术育成的全国首个百亩亩产突破900公斤的超级稻,至今仍保持再生稻头季、再生季和全国百亩亩产3项世界纪录,推广面积达到200万亩……
截至目前,我国已育成60多个具有稳产、高产性能的粮食、棉花、油料等农作物新品系,并进入区域试验或品种审定阶段。其中包括水稻、小麦、棉花、番茄、青椒和芝麻在内的30个新品种已通过国家或省级审定,并已进入市场推广。据中国农科院航天育种中心统计,仅该中心牵头组织的“十五”863“稻麦航天育种”课题组,在过去4年间育成的12个水稻、小麦新品种,已经累计推广850万亩,增产粮食3.4亿公斤,创经济效益5亿元。
刘录祥解释说,航天育种是有意识地利用空间环境条件加速生物体的变异,并没有导入任何外源基因,从本质上与自然变异没有任何区别,只是利用宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导,使作物染色体产生缺失、重复、易位、倒置等基因突变。在正常情况下,植物种子产生这些变异需要成百上千年的时间,而航天育种只是使这个速度加快而已,并不存在安全问题。
此外,航天飞行回来的种子经各种专业检测,没有发现增加任何放射性,即使直接食用也没有危险。更何况,种子并不是返回地面直接食用,而是通过科学家的种植和研究,选出有益变异进行推广种植,然后才能摆上人们的餐桌。因此,食用太空种子生产的粮食、蔬菜等不会存在不良反应。
刘录祥强调,种子并非一上天就能获得丰产,这是一个认识上的误区。种子上天并不一定就能发生优良的变异,由于突变发生具有随机性,也有可能出现不良的变异,优良变异也不可能立刻就能稳定遗传,返回地面后还需要大量的筛选、稳定和鉴定试验。经过多代筛选、鉴定并由省级以上农作物品种审定委员会审定后才能称其为真正的“太空种子”。
在9月26日的种子交接仪式上,杜青林说,种子返回地面后,农业科研部门的任务刚刚开始。航天育种工程的成效,最终要体现在科研成果和农业生产上。农业部目前已组织有关科研单位完成了地面育种的各项准备工作,广大农业科技工作者将抓紧开展空间诱变生物遗传机理研究和地面育种试验,争取早日培育出高产、优质、高效的新品种。
“通过航天育种工程项目的实施,我国将选育高产、优质、高效的12—15个有重要经济价值的优异新品种,使主栽品种单产提高10%左右,推广面积达到3000万—5000万亩,增产粮食20亿—30亿斤,将创造数十亿元的产值。”作为国家航天育种工程项目的首席专家,刘录祥为我们描画出了一幅中国“太空粮”的美好前景。
简单地说,航天育种是将成熟的植物诱变遗传操作技术和返回式卫星技术相结合,利用太空特殊环境对农作物种子的诱变作用使之产生变异,再返回地面选育新种质、新材料,培育新品种的作物育种新技术。目前世界上只有我国和俄罗斯、美国3个国家掌握返回式卫星技术,只有我国开创性地进行了航天育种研究。2003年4月,经国务院批准,