這些你吃過嗎 我國已有百余種航天農作物[組圖]
今年5月28日,廣西南寧,中國國際種業博覽會上展出了用太空種子種出的各種蔬菜。喻湘泉 攝
今天你吃航天食品了嗎? 目前中國已擁有經過航天搭載的農作物百余種;從神一到神九的太空旅途中,種子從未缺席 1961年,蘇聯航天員加加林要進入發射艙時突然尿急,只好順著太空服的管子排尿。上世紀80年代,“太空服之父”唐鑫源改進太空服,發明了能吸水1400毫升的紙尿片,上廁所不再是航天員的難題。這種紙尿片,就變成了現在寶寶們使用的尿不濕。打開方便面的蔬菜包,撒出一些干菜葉,這些蔬菜脫去了水分,而鮮菜中所含的葉綠素和維生素仍能保存。這一技術在“阿波羅”計劃中首先使用,讓航天員吃上了含有蔬菜的太空食品。運動鞋中應用的航天服“中空吹塑成型”制造技術;餐桌上太空育種生產的草莓、茄子、南瓜,太空花卉,汽車發動系統里的密封圈……看似遙不可及的航天,其實離我們很近。 碩大的橘黃色南瓜、飽滿的五彩辣椒,餐桌上隨意的一道菜,或許就來自外太空。從神一到神九的太空旅途中,空間實驗不勝枚舉,種子卻從未缺席。 從太空到餐桌,中國的航天與食物產生交集,民以食為天,航天的意義也由此被人們感知。 種子上天,再到尋常百姓家,對我們的生活到底產生了哪些影響?對此,新京報記者專訪了國家航天育種工程首席科學家、國家農作物航天誘變技術改良中心主任劉錄祥。 種子為啥要上天? 利用太空環境誘變遺傳改良,從而培養出產量更高、質量更好的農作物。 作物育種,又稱品種改良。航天育種并不是什么新鮮詞匯,1987年8月5日,我國第9顆返回式科學實驗衛星發射成功,將一批農作物種子送向太空,由此揭開了航天育種的序幕。 25年來,我國已先后20余次利用返回式衛星和神舟飛船,搭載了上千種作物種子和微生物菌種,獲得了大量新性狀品種并在農業生產中推廣應用。 目前,中國已擁有經過航天搭載的農作物百余種。把種子搭載上天,在太空環境里經受了空間誘變,返回地面后再經過連續幾年的培育和篩選,就可能形成有明顯優勢的新品種。 航天育種就是利用太空中宇宙粒子、微重力、弱地磁等綜合因素,誘變農業生物遺傳改良,從而培養出產量更高、質量更好、抗逆性更強的農作物品種。 上天后就華麗變身? 上天只是第一步,隨后還要經過農業專家幾年的地面培育、篩選和驗證。 種子在天上轉一圈后,就會馬上“華麗變身”并結出累累碩果嗎?其實,這只是完成了“太空育種”的第一步,隨后還要經過農業專家幾年的地面培育、篩選和驗證。 搭載回來的種子,要“晉級”為名副其實的“太空種子”,至少也要經過4至6年的周期。 太空育種,必須滿足一些要素,首先要經過空間環境的飛行處理,種子受到宇宙粒子的輻射、失重等作用,使得基因發生改變。其次,種植幾代后,選出跟搭載之前不一樣的個體,這才是真正的太空育種。也就是說,只有改變、并且變好的種子,用來繼續培育,才是太空育種。 突變是隨機的,搭載的植物種子有可能發生一些果實變大、變小、變高、變矮等變異,育種家進一步篩選,就有可能篩選到一些果實變大的好品種來。 現在有些誤區,比如一些西瓜種子,在太空走了一遭后,回來就從20個到2000個、再到2萬個的繁殖,然后貼上“太空西瓜”的標簽,這跟太空育種是完全不同的概念。因為相比搭載之前,種子沒有經過篩選,或許沒有任何改變,就失去了意義。 太空食物是天使還是魔鬼? 太空輻射的強度僅為一般輻照消毒的百萬分之一,再加上地面幾年的淘汰篩選,太空種子的安全不必擔心。 無論是太空技術或是其他常規技術孕育的品種,如果通過了國家農作物品種審定委員會的審定,就表明它具備了某種優良的特性,比如產量提高了、品質改良了,否則不會通過審定。 太空輻射的強度僅為一般輻照消毒的百萬分之一,再加上地面幾年的淘汰篩選,太空種子的安全不必擔心。 太空食物與傳統食物沒有太多區別,“太空小麥面粉做的面包就不同于普通小麥做的面包?不會,口感是吃不出來的。有些人一看到貼上了航天的標簽,就蜂擁而至,炒作太空概念。太空種植的大米也是大米,我不主張賣過高的價格。”劉錄祥說。 一些太空蔬菜的營養或許比傳統的高一點,這可能是選種子的過程中,會有意識地選擇營養價值比較高的種子。但是高的產量和高維生素含量,通過其他的方法也是可以育種的。 育種方法很多,包括傳統的、生物技術、航天誘變、核輻射誘變等,太空誘變只是誘發基因改變的多種方法之一。傳統育種和航天育種,不是誰代替誰的關系。 空間誘變育種和“轉基因”也不是一回事。太空育種不是用人工手段將外源基因導入作物中使之變異,而是讓作物本身的染色體產生基因突變,這種變異在本質上和生物界的自然變異并無區別,只是改變了時間和頻率而已,有的時候自然界幾百萬年才能完成的自然變異也許在太空中一瞬間就完成了。 市民都能接觸到太空食物? 現在全國各地航天育種推廣種植基地有100多個,推廣種植面積累計近2000萬畝。 可能我們吃的青椒或大米中,就有一些是來自太空的食品,但從外觀上很難區別哪一個是太空的品種。 太空育種的農作物品種有自己特用的適用范圍,生產的量遠不能占到市場的絕對份額,就像雜交稻一樣,面積很大,但也很難說超市哪個賣的就是雜交稻。 劉錄祥說,如果哪一個公司專營,比如就做某一個太空品種的小麥面粉,就可以形成一個專有化的訂單農業,從分出來種子到最后的面包。但現在很難,中國的農業一般不以某一個品種作為惟一的原料去加工。 如今,航空育種基地已是遍地開花,大批優質的太空產品進入人們的日常生活。據不完全統計,全國各地航天育種推廣種植基地大大小小的有100多個,推廣種植面積累計近2000萬畝。 在北京航天城旁,有一個航天蔬菜種植基地,“我們種植航天蔬菜有四五年了。”該基地的丁經理稱,基地的一些作物種子,曾隨神舟四號和神舟五號飛船上天。 該基地官網顯示,出售的種子包括辣椒、茄子、番茄、豆類、瓜類、花卉,一袋種子的價格幾十到幾百塊不等。“航天辣椒能長到30至40厘米,產量高,畝產達到萬斤以上,且航天辣椒維生素C含量比普通辣椒高出不少。”丁經理表示,跟他們合作的大型農場居多,一些產品也不會貼“航天”標簽上市。 太空育種進一步實驗空間大 人類目前對空間資源的利用非常有限,如果把種子直接放在強的宇宙粒子下會有什么改變,還需進一步實驗。 太空技術直接導致基因突變,選出新的品種,品質改善、產量提高,這跟老百姓的生活是密切相關的。 其實人類目前對空間資源的利用非常有限。即便是空間誘變,也只是利用了其中一部分,因為空間環境的宇宙粒子很復雜,目前我們把種子放在返回艙里,這等于有一個很厚的保護裝置,把很多宇宙粒子屏蔽掉了。如果把種子直接放在強的宇宙粒子下會有什么改變?還需進一步實驗。 另外,空間有一個長期的微重力狀態,這個是很好的資源,比如生物醫藥,在失重狀態下制作的藥物純度很高,效用遠遠高于地面。 太空實驗1 太空中的“細胞婚禮” 在神舟四號上有一個不大的黑色小盒子。在盒子中舉行了兩場“婚禮”,一對新人是動物細胞,“新郎”是小鼠的B淋巴細胞,一種可以產生抗體的細胞。抗體是病毒的“克星”,可它有一個致命的缺點,即在人體或動物的體外不能繁殖。“新娘”是骨髓瘤細胞,在體外可進行無限繁殖。因此,讓它們結合,產生的后代就具有既可以殺病毒、又可以在體外進行無限繁殖的新品種。 另一對新人是植物細胞。“新郎”是有液泡的煙草細胞,開的是黃花,“新娘”是脫液泡的革新一號煙草細胞,開的是粉花。它們結合后雜交出的后代開的是黃花,與父親相同,但它的形狀卻遺傳了母親的特征,它們結婚后生出的孩子將具有它父母的特性。結果顯示,“聯姻”(融合)成功率比在地面高出10倍。 【結論】 太空植物育種培育高產良種作物 我國首次應用細胞融合技術進行的這次太空植物育種實驗,為培育抗病高產的良種作物開辟了嶄新途徑。有些作物,如大豆、玉米,有的高產但抗病抗蟲能力差、有的口味單一、有的抗病抗蟲能力強但不高產,將不同品種的細胞進行融合(聯姻),就能培育出既高產又抗病抗蟲的新品種。 為什么細胞的“婚禮”要在太空中進行呢?這是因為“新郎”和“新娘”的重量是不同的,在地球上有地心引力,它們在融合液中沉降的速度不同,不容易結合在一起。太空中是一種失重環境,所有的細胞都沒有了重量,它們在融合液中就很容易結合在一起,這樣可以提高它們的生育能力和活力。 太空實驗2 太空烏雞“身體倍兒棒”兒孫滿堂 2002年3月25日,神舟三號飛船將9枚烏雞蛋送上太空遨游了7天,歷經了發射、飛行、著陸、震動等惡劣條件的考驗。回到地面后,其中3枚孵化出了兩雌一雄3只太空烏雞。 據北京市大興區北臧村鎮一家養殖場的溫經理介紹,幾年前,自己也曾養過太空烏雞,“當時太空烏雞孵化項目是大興區和中科院一起合作的,2000多只太空烏雞陸續孵化成功,也推進了太空烏雞投放市場的進程。”當時只是個合作研究項目,并沒有投放到市場。 “這些太空烏雞外觀跟普通的烏雞沒什么區別,由于自身產生抗體,它們身體倍兒棒,完全不需要吃消炎藥、抗生素之類的免疫用品。”他說。 【結論】 太空烏雞產蛋比普通烏雞高30% 太空烏雞500天可產蛋183枚,比普通烏雞高30%,長得比普通烏雞快,80天即可達到體重2斤。據了解,一只太空烏雞的價格比普通的貴一倍。經中科院的特種養殖基地繁育,國內一些省市的家禽育種公司和養殖基地從中科院引進種蛋,目前太空烏雞已經繁育了8代,種群數量接近10萬只。 ●1999年 神一:開啟“太空誘變育種”實驗 飛船搭載了一些農作物種子,包括青椒、甜瓜、番茄、西瓜、豇豆、蘿卜及甘草、板藍根等中藥材,開啟了神舟系列“太空誘變育種”實驗,對后續研究影響深遠。 ●2001年 神二:飛船變成首個“太空實驗艙” 飛船變成了名副其實的“太空實驗艙”,開展了植物、動物、水生生物、微生物及離體細胞和細胞組織的空間環境效應實驗等。 ●2002年 神四:別開生面的“太空婚禮” 一對動物細胞——B淋巴細胞和骨髓瘤細胞、一對植物細胞——黃花煙草原生質體和革新一號煙草原生質體,在飛船上“喜結連理”。在微重力條件下,細胞在融合液中的重力沉降現象消失,更有利于細胞間進行配對、融合等,此項研究將為空間制藥探索新方法。 ●2008年 神七:將空間實驗從艙內移到艙外 搭載物品包括微生物菌種和雜交水稻,進行了固體潤滑材料外太空暴露實驗,固體潤滑材料實驗裝置是一件能可靠鎖緊和便利解鎖的鎖緊機構,在發射階段將樣品臺固定在艙外,航天員在出艙活動期間解鎖并回收樣品臺。這項實驗可為研發新一代高可靠性、長壽命空間固體潤滑材料與潤滑技術提供理論與技術支持。 ●2011年 神八:與天宮牽手,與國際合作 神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器成功實現太空“牽手”,完成了我國首次空間無人自動交會對接。神八以空間生命科學實驗為主,搭載了中德合作的有效載荷,在中國載人航天工程里面首次開展空間應用科學領域的國際合作。搭載33種生物樣品,包括桂花樹、羅漢果、蘆竹、葡萄種子和水稻品種。 ●2012年 神九:游天宮吃喝拉撒均為實驗 神舟九號與天宮一號實現了我國首次載人交會對接,航天員鍛煉、吃飯、睡覺、打掃衛生,都是空間實驗的重要內容。在組合體駐留期間,航天員共承擔了包括航天飛行對前庭眼動、心血管及腦高級功能影響研究等15項航天醫學相關空間實驗。此外,神舟九號還首次搭載了活體蝴蝶(卵和蛹)升空,并把天宮一號上搭載的種子帶回了地面。(新京報記者鄧琦) |
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