一粒种子如何改变一个世界

——神舟绿鹏公司董事长赵辉谈航天育种

Space Exploration - - 航天育种专题 - □文/吴琳 摄/宿东

从北京市区向东南方向一直延伸,穿过五环后沿途逐渐变得安静,继续前行,当一片望不到边的绿色映入眼际时,目的地到了。这里是被誉为“种子硅谷”的通州国际种业科技园区,神舟绿鹏农业科技有限公司、法国利马格兰等几家国内外种子龙头企业,以及其余几十家种业公司就驻扎其中。

神舟绿鹏隶属于中国航天科技集团公司中国空间技术研究院,是专业从事航天工程育种技术研发、新品种繁育、成果推广一体化的现代农业科技公司。公司董事长、航天育种专家赵辉近日接受了《太空探索》杂志的专访。采访约在一个工作日的下午,午后斜阳透过玻璃窗射进办公楼,照亮了高墙上的标语——一粒种子改变一个世界。

种子的“上天入地”

航天育种其实离你我很近。你每天餐桌上的黄瓜、西红柿、辣椒可能就是“太空来物”,或者在你欣喜于甜瓜更甜更脆了、彩椒果大肉厚口感好时,这背后的技术可能就是已经深入大众生活但却不为人熟知的航天育种。

赵辉介绍说,航天育种是航天工程育种的简称,又叫空间诱变育种,是航天技术、生物技术、农业育种技术集成创新的新技术手段。航天育种就是把种子送上太空转一圈吗?“这 只是航天育种万里长征的第一步,实际上,植物种子从上天环游太空到返回地面选育再到结出果实,要经历一个复杂的过程,大致可以分成三步。”赵辉解释。

第一步——地面选种选择什么样的种子搭载上天,要经过多重筛选。因为搭载资源非常有限,每次也就是一两公斤的量。因此,搭载的种子在纯度、净度、发芽率、水分含量上要符合国家作物种子质量标准。每份搭载种子数量,小粒作物一般在 3000 粒以上,大粒作物一般在 1000 粒以上。第二步——空间诱变利用卫星和飞船等航天器将植物种子带上太空,再利用其特有的太空环境条件对种子进行诱变产生各种基因变异。事实上,每一次植物种子进入太空后,其基因变异的类型、频率是随机、不可控的,每 1000 粒种子 中大约能获得5粒发生有益变异的种子。但这个看似很低的变异概率,已经远远超过只有二十万分之一的“自然变异”水平了。第三步——地面选育正是因为基因变异的不确定性,当环游太空的种子回到地面后,育种专家会进行地面选育工作,包括地面种植、观察、突变体筛选、遗传稳定性鉴定等,大概需要繁殖三四代进行观察和筛选。

赵辉以辣椒为例解释说,在地面选育中如果红辣椒的地块里发现了黄辣椒,是不小心把种子混杂了,还是发生了变异?这就需要农技人员先观察黄辣椒植株的叶脉、叶色等其他农艺性状是否与红辣椒相似,然后把两种辣椒叶子取回实验室,通过神舟绿鹏的高通量分子育种实验室和分子生物学实验室进行基因型鉴定从而分辨出原因。

▲神舟绿鹏公司董事长赵辉

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