“嫦娥奔月”的种子萌发和经历与“前人”截然不同

  • 2021-01-04 16:39
  • 科技日报

当嫦娥奔月的种子发芽时,他们的经历与前人大不相同

携带嫦娥五号探测器在月球上飞行23天后,一批重约40克的水稻种子随返回舱顺利降落,标志着我国水稻育种首次完成深空诱变试验,具有里程碑意义。

2020年底,国家月球探测与航天工程中心在北京举行嫦娥五号种子交接仪式。据了解,这些“飞向月球”的水稻种子来自华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心(以下简称航天育种中心)。12月28日,记者在航天育种中心看到,一些“奔月”水稻种子已经发芽,研究人员正在准备后续研究。

记者了解到,中国是世界上第一个利用空间技术进行作物诱变育种的国家。其实航天育种的原理并不复杂。——空间环境的特点是高真空、微重力、弱磁场和复杂辐射。太空射线中复杂的高能重离子撞击生物细胞,诱导它们产生遗传变异,从而获得新的性状。

"变异是物种进化的基础,也是培育新品种的重要途径."航天育种中心副主任郭涛说:“深空的极端环境是一个极其独特的诱导因素,这对新品种的育种非常重要。”

郭涛进一步介绍:“水稻是基因研究中的模式生物。选择水稻进行物种进化的深空搭载研究,不仅有助于了解深空环境的遗传效应,而且可以将获得的优良变异应用于水稻品种选育,有利于提高农业生产水平。”

那么,参与太空育种的水稻种子是如何被选上的呢?"选择的种子特性应与科研目标相匹配."郭涛说,种子的优选条件应该是性能优良和稳定。

经过严格科学的“选秀”,航天育种中心的水稻种子“航谷项斯苗”终于脱颖而出。有趣的是,这颗种子来自一个“太空家庭”,它的“父亲”和“母亲”也来自太空。其中一个亲本“花航31”是利用空间诱变和现代生物技术育成的超级稻。其稻米品质达到国家标准品质等级2级,抗稻瘟病、耐肥、抗倒伏、抗寒性强、适应性广;另一个亲本“航辉1508”也是空间诱变的产物。

航天育种中心作为我国航天育种领域重要的国家科研创新平台,自1996年以来进行了24次植物空间诱变实验。但是这个实验和中国航天育种研究所搭载的返航卫星和神舟飞船相比,就不一样了。

“经过近23天的飞行,这次携带的稻种在近月轨道上长时间受到了深空特有的极端环境的辐射影响,遭遇了范艾伦辐射带和黑子喷发。它的空间导航距离远,空间环境复杂,都是不可避免的。”郭涛说,这次空中实验有望产生更强的遗传效应,这将有助于发现深空与早期近地轨道的区别,为深入研究太空育种的变化规律提供重要的实验样本和数据。

现在,从嫦娥五号“飞向月球”返回的种子正静静地躺在实验室里。

“携带只是第一步。接下来,通过这些水稻种子的一系列自交或杂交,研究人员将培育出在抗虫性、抗逆性和适应机械化生产方面适合未来需要的优良水稻新品种。”郭涛说。

郭涛说,这个深空诱变实验有望帮助人类更深入地了解水稻如何对深空环境做出反应的分子和遗传机制;获得一批具有重要价值的优秀新基因,形成完善的关键基因利用技术体系,为水稻品种选育服务;选育一批高产、优质、多抗、绿色的水稻新品种,满足

“这一次,搭载嫦娥五号进行深空突变试验是中国100%原创的,未来将产生100%原创的创新成果。航天育种中心主任陈智强表示,有必要对嫦娥五号携带的深空诱变材料进行深入研究,并希望借此机会对深空诱变进行系统研究;创造、发现和挖掘一批优良基因和突变体,培育一批优质新品种,为国家粮食生产服务。(朱丽娅)

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