形容专业精神的:航天育种成农业救星 太空南瓜重360斤(图)——新华网江西频道

航天育种成农业救星 太空南瓜重360斤(图)
2011-09-13 10:29:54 来源： 凤凰网 　 新闻热线：0791-83980800
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新闻背景分析
为什么要进行航天育种
本报记者赵雪朱丽
一般植物种子产生自然变异可能需要几十年甚至上百年，为了让植物快速按照人类需求生长只有两种方法：使用高成本改变自然环境，或使用低成本改良种子。航天育种的原理，是用返回式卫星或太空飞船搭载种子到高度500公里以下的近地空间辐射带区域，利用太空环境影响种子，让种子基因产生遗传性诱变，以此获得人类需要的优良性状。
中国空间技术研究院总体部研究员蔡震波告诉记者，人类的航天育种，其实缘于一次偶然。
上世纪70年代，美国的一艘太空飞船到月球执行任务，当局同意宇航员可以带上一定数量的个人物品，于是一位森林员工出身的宇航员将4棵树苗和500粒树种带上了飞船。返回地球后，宇航员将这些树苗和树种种在山上。他意外发现，生长出来的树发生了巨大变化，其中大部分失去了原来的特性，一部分长势比原来好。后经研究发现，是恶劣的太空环境让种子产生了遗传性诱变。从此，人类在杂交、物理及化学诱变等多种常规育种方法之外，又增加了一项航天育种手段。现在，那片“太空树”所在的山林，已经成为美国著名的旅游景点——月亮森林公园。
“培育一个优良品种要经过一系列的繁杂过程，时间一般长达8年。而航天育种则可以将筛选出来的种子送到太空进行遗传性基因诱变后直接进行筛选和种植，过程最多5年。”蔡震波介绍，我国的航天育种始于1987年，对改变我国优良种子严重缺少以及粮食安全状况，具有重要的战略意义。
一个国家进行航天育种的基本条件是必须具有返回式卫星或太空飞船技术，目前国际上只有我国、美国以及俄罗斯掌握这一技术，因此全球也只有这3个国家能够进行航天育种。(本报北京9月10日电）
航天育种待解之谜
太空搭载的种子经过变异，会给人类带来惊喜。但为什么只有一部分种子能够形成优良性状？究竟是哪些因素影响了种子变异，作用机理是什么？
中国农业科学院航天育种中心主任、国家航天育种工程首席科学家刘录祥研究员介绍说，我国关于空间诱变机理方面的研究才刚刚起步，研究策略一是通过对空间环境中的宇宙线辐射、微重力、高真空等因素分别进行一一排查和分析，来验证哪些或哪个因素能使种子产生变异；二是通过对太空搭载诱变获得的突变个体与其原始亲本进行分子生物学和遗传学等的比较分析，以寻找突变发生的内在原因，再反推回去。
在空间诱变机理研究中，我国科学家进行了大量研究工作。根据现有研究，科学家们普遍认为空间诱变的诱因主要是太空中的高能粒子辐射，以及太空中微重力的协同作用。
据刘录祥介绍，在地面上虽然可以通过高能加速器模拟空间射线环境，却难以模拟太空综合环境对植物产生的效果。因为太空环境中并不只有辐射，“既有微重力，又有辐射、弱地磁场等多种因素共同存在，其中最主要的是模拟不了失重”，引发种子发生遗传变异的是各种太空综合条件。
2006年，我国首颗专门用于航天育种研究的返回式科学技术试验卫星“实践八号”进行了太空遨游，卫星舱内可探测到的累计射线剂量总和只有几毫戈瑞。“这个空间辐射剂量是极低的，相当于一个核辐射从业人员一年吸收的核辐射安全累计量的十分之一。”刘录祥表示，单从传统的辐射角度来看，如此微小的空间辐射剂量很难形成种子诱变的辐射场条件，那么空间生物材料到底是如何引起的变异呢？这给航天育种机理研究提出了挑战。
太空中的高能粒子辐射可以引起DNA双链断裂，既可能造成细胞凋亡，也可能引起细胞染色体变异，而空间诱变育种就是希望双链断裂以后引起细胞染色体变异。
随着基因组研究的深入发展，基因组序列测定结果表明，在植物基因组中存在大量转座子序列和逆转座子序列，太空环境有可能激活了这些转座子，活化的转座子通过易位、插入和丢失，可以导致基因的变异和染色体的变异。至于空间环境中的什么因素可以激活转座子，哪种植物以及植物的哪些部位的转座子易被激活，仍待探索。
在973计划、863计划和国家自然科学基金等支持下，华南农大国家植物航天育种工程技术研究中心、中国农科院国家农作物航天诱变技术改良中心、中国空间技术研究院空间分子生物学实验室、大连海事大学空间生命实验室等研究机构正在从事空间诱变机理的研究工作，期待早日揭开空间诱变机理的谜底。