
今年4月,海南省文昌市葫蘆村,華僑們在參觀當地的航天育種基地。海南日報記者 李幸璜 攝
■ 本報記者 孫慧
6月26日8時7分,搭乘3名中國航天員的神舟十號載人飛船返回艙在預定區域順利著陸。一時間,航天經濟又成為了社會關注的焦點話題。
引人關注的還有和3名航天員同時“回家”的太空種子,其中,來自海南航天育種示范基地推送的農作物種子有12種。
隨著我國航天事業的發展壯大,航天育種也從最初的科研技術延伸至產業發展,而海南島得天獨厚的地理、氣候、歷史優勢使其成為航天育種的天然溫室,海南航天發射場的建設更將為航天育種的海南實踐帶來發展契機。如何借助這些“太空高材生”為海南傳統農業轉型升級鋪出一條光明之路?
1.航天育種的海南機遇
從1996年開始,海南種子爭相飛天
在海南,人稱“西瓜寬”的梁亞寬是個響當當的西瓜種植大戶。這位海南省西瓜專業技術協會、文昌市西瓜專業技術協會的雙料會長,從上世紀90年代開始,培育出“創利”1號、2號和“瓊州黑美人”等系列優質西瓜品種,成為海南西瓜種植行業的領軍人物。
在梁亞寬看來,最讓他引以為豪的就是早在8年前,他就有超前意識踏上了航天育種之路。“當初是想增強下品種免疫力,解決西瓜病蟲害泛濫等問題,沒想到育種效果竟然這么好。”
梁亞寬說,他在2005年就將8個品種共350克西瓜種子通過神舟六號飛船送上太空,之后又在2011年選育新品種搭乘了神舟八號飛船升空。第一批8個航天品種中已有3個品種選育成功,和其他品種相比,這3個太空品種抗旱、抗逆性強,產量比原先提高了20%,投放市場后深受消費者歡迎。
“西瓜寬”并不是海南航天育種第一個“吃螃蟹”的人。1996年,中國熱帶農業科學院就利用第17顆返回式衛星,將花草種子成功送上太空。之后熱作院也對如木薯、香蕉等熱作物的海南品種開展過航天育種科研,并在2009年成立了航天育種研究中心。很多外地科研單位也看中海南這個天然大溫室,在海口、陵水等地建立了航天育種基地,培育的品種有水稻、菜椒、玉米等農作物。
“開展航天育種科研,海南擁有得天獨厚的優勢。”熱作院環境與植物保護研究所所長易克賢認為,海南的地理位置決定了海南的光熱條件好,一年四季皆可進行育種,繁育種子在內地3年做的工作,在海南只需要1年就能完成。這樣的自然資源優勢,吸引了大量種子公司聚集海南進行制種科研,使其成為了中國最大的南繁基地。
而海南航天發射場的建立,為海南航天育種提供了發展契機。易克賢說,海南本身就是育種的天然溫室,又是中國最大的南繁基地,聚集了全國最頂尖的制種企業,在整個中國制種行業中地位舉足輕重,而海南航天發射場的建立,為海南航天育種提供了天時地利人和的條件。
2011年1月14日,由中國空間技術研究院和文昌市政府共同建設的海南航天工程育種基地落戶文昌東路鎮,建設項目將主要包括航天育種育苗基地和科技研發中心,未來還將打造成集航天育種和觀光農業于一體的科普教育、航天綠色蔬菜基地和現代農業科技示范園區。
“海南育種制種條件得天獨厚,聚集國家大部分頂級育種專家。放眼全國,海南最有條件成為種業大省、種業強省。”海南航天育種研發中心技術總監李維國說,航天育種示范基地最初選擇落戶海南文昌,正是看中了海南的地理、氣候、人才資源等優勢。
李維國說,就目前而言,海南的航天育種還處于起步階段,還需政府部門、企業、科研機構、農戶等多方面的共同努力,大力推進高新農業的蓬勃發展。
2.太空種子豐富百姓生活
從1987年至今,我國有70多個太空農作物新品種通過審定
一粒種子,從遨游太空到走入百姓生活要經過多少道科研程序?海南農業科學院糧食作物研究所所長孟衛東為我們解答了這個問題。
“太空之旅僅是航天育種的第一步,一個新品種的培育是可‘育’不可求的,并非種子到太空轉一圈回來直接就能種出太空蔬菜那么簡單。”孟衛東說,航天育種需要經過種子篩選、太空誘變、地面育種三個階段。每次太空遨游歸來的種子都要經過4代以上的篩選,選出其中有價值、有推廣前景的種子,待其性能穩定后才可以推廣種植。
“傳統的自然育種一般需要8年至10年,但航天育種能將時間縮短一半。這對我國糧食增產、農民增收具有重要意義。”孟衛東說,我國農業育種正在面臨著自主知識產權的種質資源匱乏的難題,尤其是在蔬菜、大豆等剛性需求的農作物上,大多引進國外品種種植,這不僅制約了農業經濟可持續發展,甚至影響到整個國家的糧食安全。
民以食為天。糧食安全關乎整個國家的國際戰略地位,在有限的資源條件下,品種改良是提高糧食產量的重要出路,而航天育種的誘變率高,育種周期短等優勢對整個中國制種業而言,無疑是一門降低時間、人力成本的高新技術。
經過20多年的探索,浩瀚太空正成為我國培育農作物新品種的實驗室和育種基地。從1987年至今,我國已成功進行24次航天育種搭載實驗,實驗品種達1200多種,據不完全統計,現已有70多個太空育種農作物新品種通過國家審定,包括小麥、玉米、大豆、油菜、棉花、花生、芝麻、番茄、青椒、苜蓿等作物在內的200多個優異品種在農業生產中得到推廣應用。
事實上,聽起來頗為神奇的航天育種離我們并不遙遠,如今老百姓的餐桌上很多果蔬都是航天育種改良后的品種。李維國說,我國從1987年開始實施航天育種,到上世紀90年代初航天食品開始走入百姓生活。現在已經有十幾種太空蔬菜和糧食在全國25個省區市的市場上銷售。航天青椒、航天番茄以其維生素C含量、微量元素含量大而聞名。隨著國內航天育種的推廣規模和種植區域的進一步擴大,越來越多的人能在家門口的菜市場和超市買到這類太空蔬菜。
航天育種也逐漸從一門科研技術延伸至產業發展。如江西廣昌縣的太空蓮,就打出了特色農業品牌,從太空蓮子種植、蓮子深加工產品再到旅游觀光,形成了產業鏈,并成為了當地的支柱產業。
3.航天育種的科技優勢
從地面到200-400公里高的太空,普通種子變“高手”
1987年8月5日,隨著中國第九顆返回式科學試驗衛星的成功發射,一批農作物種子、菌種和昆蟲等地球植物及生物材料樣本被送向太空,開啟了中國生物材料的首次太空之旅。從此,一粒小小種子將航天技術和傳統農業這兩門各自研究天與地的行業結合到一起,產生出一門新的科研技術———航天育種。
一粒種子搭乘火箭遨游太空后會發生什么變化?科學家發現,在太空中遨游過的種子染色體畸變頻率大有增加,回到地面育種的成果令人稱奇:番茄足有半斤重,辣椒形狀變成螺絲釘,還有特大粒的紅豆、特長的油菜、含鐵量增加69%的巨穗谷子……
“航天育種是一門綜合了宇航、遺傳、輻射、育種等跨學科的高新技術。”李維國告訴記者,航天育種是通過返回式衛星或其他可回收型空間飛行器將植物種子、組織、器官或生命個體帶到200-400公里的太空中,利用太空物理環境和地面的差異,如高能離子、微重力、高真空和宇宙磁場等作為誘變因子,使其產生基因突變,再經過地面繁殖、篩選,獲得能夠高產、優質、抗逆、廣適等特點的種子。空間誘變具有變異頻率高、幅度大、變異穩定快、有益變異多等諸多優點,近年來已發展成為一種育種新途徑。
從1987年的第九顆返回式衛星到剛返回地球的“神十”飛船,隨著我國航天技術的不斷飛躍,航天育種的品種也從各種果蔬種子發展到微生物菌種、藻類、甚至動物細胞等。
資料記載,在上世紀60年代,前蘇聯和美國的科學家們就通過返回式衛星進行植物種子搭載實驗。當時實驗的主要目的是想通過探索空間條件下植物生長發育規律,以改善人類在空間生存的小環境。其目的是想使宇宙飛船最終成為“會飛的農場”,以解決宇航員在太空的食品自給問題。
“目前,我國的航天育種技術現已領跑世界。”李維國告訴記者,航天育種雖不是中國首創,但后來美國和前蘇聯并未將這項技術應用于農業品種改良和培育,而是研究重點在于探測空間環境的安全性,解決人類在太空環境中的食物供應、氧氣來源及生存環境安全等有關生命保障支持系統問題,為載人航天服務。只有我國開創性地進行了航天育種研究,同時也取得了一系列矚目成果,受到世界科技界廣泛關注。
4.海南育種走向高端
從南繁育種到航天育種,海南優勢正在發力
從高新技術走向產業化發展,是中國航天育種行業發展的一大趨勢。2011年初,航天工程育種正式被國家發展改革委員會列入為“十二五”戰略性新興產業。在國內大環境的鼓舞下,海南的“航天育種”事業也在一步步推進。
海南擁有得天獨厚的光照條件,但夏季高溫潮濕,暴雨多發的氣候也頻繁引發農作物病蟲害。南繁基地是全國種子搖籃,但在植物檢疫、病蟲害預警與控制手段不足,難以保證育種安全和生態安全。而航天育種技術的普及,不僅縮短育種時間減少成本,且可以有針對性的開展植物免疫力、病蟲害等缺陷科研研究,這對于南繁廣大制種企業看來,無疑是一大福音。
“我們都非常看好海南航天育種發展,期待能早日開展航天育種科研。”海南南繁制種分會會長何志軍說,航天育種發展,將改善海南農作物育種生產條件,提高農作物產量、質量,也將助力海南傳統農業的轉型升級。
長期以來,品種單一化是海南傳統農業發展的一大瓶頸,海南應當將傳統農業轉型升級重點放在科技創新上,走科技為先導的發展思路,實現品牌創新與產業互動的良性循環發展。
辣椒長得像螺絲,葫蘆瓜形狀各異,茄子青、紅、紫顏色多彩……6月28日下午,記者在位于海南省文昌市東路鎮的海南航天工程育種種植基地看到,海南航天育種項目進展順利,茄子等多種航天育種瓜菜已結果,并以其獨特的形狀、個頭、顏色等讓人嘆為觀止。
經過為期兩年的建設,海南航天育種基地一期項目前已經竣工。一期項目占地約100畝,目前已投資2360萬元,建設了高標準溫室大棚,并配有全自動氣象站、自動灌溉施肥系統等。項目有航天產品展示、種子育苗、科研推廣等三大功能。
據了解,從去年底起,育種基地所種植的辣椒、蘆筍等一些品種的航天育種瓜菜已陸續上市,并遠銷上海、廣州等地,受到了市場的歡迎。從這批瓜菜的質量和產量上看,整體試種效果比普通品種較好,但還需進行進一步試種跟蹤觀察。
李維國介紹,海南航天育種研發中心建設將分為基地和研發中心兩部分,基地建設成集現代農業科技與航天科技于一身的海南農業科普宣傳及航天育種成果展示基地,而研發中心建成后將擔當起海南南繁基地開展航天育種的科研平臺。
“目前,我國農業科技高端產品缺乏競爭力,90%以上的高端蔬菜花卉品種都依賴進口。”李維國說,今后海南完全可以依托研發中心,通過太空育種打造高端果蔬品牌,走出一條以科技創新助推傳統農業轉型,開出一條高端產業化發展之路。
據了解,研發中心正在針對海南氣候條件和冬季瓜菜種植情況,積極與政府農業等相關部門合作,逐步開展相應蔬菜品種的航天工程育種研發工作,力爭盡快拿出相應的品種進行推廣,為海南冬季瓜菜種植提供優良的航天種子。(本報三亞7月2日電)













