隨著神舟九號(hào)成功進(jìn)入太空,與航天相關(guān)的很多科技創(chuàng)新也成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。航天科技可以很高端,成果卻可以很親民。同以往幾次載人航天器發(fā)射相同,此次發(fā)射的神舟九號(hào)上也搭載了由全國(guó)各個(gè)農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)選送的農(nóng)作物種子。很多人不知道,我們平時(shí)在超市里買的一些優(yōu)質(zhì)美味的青椒和櫻桃番茄,有不少都是太空育種的產(chǎn)物,而在一些蔬菜采摘園里也可以看到航天育種蔬菜的身影。也許航空育種蔬菜目前在我們的一日三餐中所占的比例還很小,但在不久的將來(lái),這也許會(huì)成為解決食品安全和產(chǎn)量問(wèn)題的一個(gè)重要途徑。
原理
航天育種+地面選種培育
江蘇省農(nóng)科院研究員張占興教授表示,"太空菜"并不是將種子送到太空再到地面種植那么簡(jiǎn)單。它和其他育種方式相同,首先要通過(guò)特定的手段改變種子的某些基因形狀,獲得新的基因特性。然后再通過(guò)種植和篩選,保留好的基因特性,最終形成新的農(nóng)作物品種。
國(guó)家航天育種工程首席科學(xué)家、中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所航天育種中心主任劉錄祥也曾表示,搭載上天只是培育太空種子的第一步,搭載回來(lái)的種子至少要經(jīng)過(guò)三四代的篩選,然后到多個(gè)省份的試驗(yàn)點(diǎn)去試種;試種成功,再拿到品種審定委員會(huì)去審定。"品種委員會(huì)還要試種三年,如果三年的表現(xiàn)都超過(guò)對(duì)照品種,才能得到審定證書。"劉錄祥說(shuō),這時(shí)的種子才能叫"太空種子",才能合法推向市場(chǎng)。
一個(gè)新的太空育種品種的誕生,應(yīng)該經(jīng)歷下面兩個(gè)步驟。首先將種子送到太空這一特殊的環(huán)境中。太空環(huán)境和地球環(huán)境完全不同。太空是真空、超凈空氣,沒(méi)有重力,各種射線復(fù)雜。植物在不同的環(huán)境里生長(zhǎng)的情況完全不同,所以到了太空環(huán)境中,植物的生長(zhǎng)狀況也會(huì)發(fā)生和地球完全不一樣的變化。強(qiáng)烈的太空射線將種子的DNA打斷,打斷的DNA會(huì)被重新接上,在這一過(guò)程中就發(fā)生了基因變異。
其次,在太空環(huán)境中遨游過(guò)一圈的種子將在地面進(jìn)行栽培種植?;蜃儺愂沟梅N子出現(xiàn)了新的特性,有些特性是負(fù)面的,將直接影響到種植的成活率,產(chǎn)量和外觀等。將這些不好的性狀篩除掉,再將具有有利性狀的品種選拔出來(lái),經(jīng)過(guò)三到四年的培育最終才能形成新的作物品種。
現(xiàn)狀
名氣大"落地"難
記者在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),超市中確實(shí)很難見(jiàn)到有明確"太空育種"標(biāo)志的蔬菜,這讓普通消費(fèi)者很難區(qū)分哪些蔬菜是太空育種的產(chǎn)物,哪些是地面育種。而太空蔬菜多是在一些蔬菜采摘園中出現(xiàn)。
某農(nóng)業(yè)示范園負(fù)責(zé)人陳應(yīng)志表示,目前,我國(guó)擁有經(jīng)過(guò)太空搭載的農(nóng)作物共計(jì)9大類393個(gè)品系,育成并通過(guò)國(guó)家或省級(jí)鑒定的新品種僅有70多個(gè),更多的新品種還處于試驗(yàn)示范階段,離大規(guī)模推廣從而實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化,還有一定距離。"選育成功的航天新品種,糧食大概需要8-10年,蔬菜是4-6年,而通過(guò)各地試驗(yàn)示范可能還需要1-2年。我國(guó)2000年之后逐步有大批航天品種開(kāi)始審定,而從試驗(yàn)、示范、推廣到產(chǎn)業(yè)化還需要較長(zhǎng)的時(shí)間。這些都決定了很多太空育種的產(chǎn)品還沒(méi)有大規(guī)模生產(chǎn)。"
陳應(yīng)志表示,太空育種食品沒(méi)有專門的認(rèn)證機(jī)制也使得太空菜市場(chǎng)發(fā)展比較緩慢。很多種子生產(chǎn)企業(yè)將"太空育種"作為一種噱頭,實(shí)際上生產(chǎn)銷售的還是地面培育的種子。各種借著"太空"名號(hào)欺騙農(nóng)民的種子企業(yè)也不在少數(shù),這給太空菜的推廣和大規(guī)模種植增加了很大阻力。作為一種多學(xué)科、高成本、高科技的育種手段,航天育種的新品種也需要產(chǎn)權(quán)保護(hù),對(duì)航天育種的成果也應(yīng)該進(jìn)行專門標(biāo)注。
■ 誤區(qū)辨析
1 "太空菜"并非全是大塊頭
在很多農(nóng)作物展會(huì)上,我們都可以看到一些特殊的"太空菜".它們長(zhǎng)得大,形狀各異、顏色豐富。
張占興表示,和傳統(tǒng)育種方式相比,太空育種具有變異幅度大、有益變異多、穩(wěn)定性強(qiáng)、育種周期短等特點(diǎn),能大幅度提高農(nóng)作物產(chǎn)量和抗病性。而太空食品大多具有產(chǎn)量高、品質(zhì)好、性能優(yōu)異等特點(diǎn),與普通食品相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
不過(guò),并不是所有上過(guò)太空的植物全都會(huì)變成大個(gè)頭。太空植物的變異是不定向的,通俗地說(shuō)就是變異各種各樣,變異后既有可能長(zhǎng)得更大,也有可能長(zhǎng)得更小。太空植物回到地球后,科學(xué)家們還要對(duì)這些太空植物進(jìn)行觀察、選育,選出好的變異品種進(jìn)行繁育。那些長(zhǎng)得特別大、顏色特別艷麗的植物,都是經(jīng)過(guò)篩選、培育出來(lái)的。同樣,也不是所有的"太空菜"都具有生長(zhǎng)周期短的優(yōu)勢(shì),"天上一天、地上一年"的傳說(shuō)只是人們的良好希望。
通過(guò)太空育種后植物生長(zhǎng)周期縮短是存在的,但是并不是所有的品種都有這樣的特性。植物長(zhǎng)得快慢其實(shí)和基因突變沒(méi)有太大關(guān)系,而是和日照、溫度有關(guān)。有的植物只要日照、溫度達(dá)到一定條件,就能開(kāi)花結(jié)果成熟,而有的植物則不能。
2 擔(dān)心"太空菜"有輻射很荒謬
雖然"太空菜"培育需要真空、失重等多種太空環(huán)境,但從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),太空中的射線輻射是使種子發(fā)生基因變異的主要條件。在這個(gè)談"輻射"色變的年代,很多人都會(huì)想這樣培育出來(lái)的種子安全性如何?基因變異后的作物是不是就是傳說(shuō)中的"轉(zhuǎn)基因"食品呢?
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院輻照食品加工與貯藏研究室研究員哈益民表示,首先人們應(yīng)該正確認(rèn)識(shí)輻射在食品工業(yè)中的作用。除了太空育種之外,輻射也是地面育種中的一種常用手段。地面核輻射育種技術(shù)也是通過(guò)各種射線(如X射線、中子等)照射農(nóng)作物的種子、植株或某些器官和組織,促使它們產(chǎn)生各種變異,再?gòu)闹羞x擇需要的可遺傳優(yōu)良變異,培育成新的優(yōu)良品種。目前國(guó)際上已經(jīng)通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)培育出3000多個(gè)品種,美國(guó)有200多個(gè)品種,俄羅斯更多。
而輻射在一些食品的殺菌、滅蟲(chóng)方面也有很多應(yīng)用,在日常生活中有很多不適合高溫滅菌的食品就是通過(guò)輻照進(jìn)行殺菌的。而太空環(huán)境中的輻射量比地面育種以及輻射殺菌中的輻射量小得多。"最重要的是,輻射對(duì)于作物的影響僅僅是射線穿透,而作物種子本身,以及被殺菌的食物上并沒(méi)有放射性物質(zhì)殘留。通俗一點(diǎn)說(shuō),就像陽(yáng)光也是一種射線,它會(huì)讓我們感覺(jué)溫暖,但照射過(guò)陽(yáng)光以后我們自己并不會(huì)散發(fā)陽(yáng)光。輻射也是同樣的道理,經(jīng)過(guò)輻射的種子自身并沒(méi)有輻射,何況還要在地面再進(jìn)行幾代培育,所以擔(dān)心太空菜有輻射是非?;闹嚨?。"
中國(guó)生態(tài)研究院院長(zhǎng)馮洪章表示,太空育種和轉(zhuǎn)基因食品也不是同一個(gè)概念。太空育種通過(guò)輻射改變了植物的基因序列,使植物出現(xiàn)新的性狀。但是這些基因和形狀還是這個(gè)種類的作物本身的,并沒(méi)有引入外來(lái)的基因。而轉(zhuǎn)基因食品是將另外一種生物的基因引入到作物中,從而使作物表現(xiàn)出另一種生物的性狀。這兩者在本質(zhì)上是有根本的區(qū)別的。
■ 營(yíng)養(yǎng)分析
"太空菜"營(yíng)養(yǎng)普遍高于普通菜
經(jīng)過(guò)千辛萬(wàn)苦的培育,太空菜和普通蔬菜在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上又有什么區(qū)別呢?馮洪章表示,太空育種所培育的品種在很多方面有自己的優(yōu)勢(shì),比如生長(zhǎng)周期短、抗病蟲(chóng)害、產(chǎn)量高等,其中一些品種在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上要高于普通的蔬菜。
例如,1987年我國(guó)"龍椒二號(hào)"種子搭載返地衛(wèi)星飛行5天,返回陸地后培育而成"宇椒一號(hào)",其維生素C及可溶性固形物提高了19.48%-24.53%,葉綠素含量提高了24.6%,葉肉細(xì)胞的葉綠體線粒體及過(guò)氧化物酶均比陸地同類品種明顯增多。同時(shí),單果平均重量在200克以上,而原品種平均重量只有90克左右,平均增產(chǎn)20%-40%;1994年"組培大黃"番茄種子搭載返地衛(wèi)星飛行15天返回地面后,經(jīng)多年培育而成"宇番一號(hào)",單果平均重250克以上,最大的可達(dá)800克,果肉厚、沙瓤、味甜。
而通過(guò)多年的育種、篩選后,太空蔬菜各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)都超過(guò)普通蔬菜。如太空蔬菜的維生素含量高于普通蔬菜2倍以上,鐵含量提高7.3%、鋅提高21.9%、銅提高26.5%、磷提高21.9%、錳提高13.1%、胡蘿卜素提高5.88%.而各種微量元素的增加往往還表現(xiàn)在口感方面,太空甜椒可直接生吃,味道微甜,清脆爽口;太空紫紅薯生食味甜,水分足,口感猶如優(yōu)質(zhì)水果。
本版采寫/新京報(bào)記者 賀瀟