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太空育种是否被神话了


http://www.sina.com.cn 2006年06月26日 20:47 北京科技报

  今年年初,重庆大足县农民罗登强提供的荷花种子搭载返回式卫星飞入太空后返回了地面。现在在他的育种室里,这些种子中的一部分已经开出了美丽的花朵。但专门负责罗登强荷花太空育种的工程师在接受记者采访时说,150粒从太空返回的荷花种中,有近60粒没有成活,产生变异的数量也很少,但是他们打算继续这项工程,一直持续到2008年。今年5月,有消息称,中国,同时也是世界上首颗专门搭载农作物种子的返回式卫星即将于9月发射,这是我国太空育种发展具有开拓性的大手笔。消息一出随即引起关注。植物种子在外太空都
会产生哪些微妙变化?太空育种如此大手笔能否达到预期的效果?近日,国内空间生物权威专家接受了本报采访。

  -特写

  一个太空青椒的自述

  我原是一个最普通不过的青椒种子,但现如今我不但被科学家视为掌上明珠,百般地爱护,我结出的青椒还身价倍增,去过全国甚至世界各地大小展会。这些变化全都因为我有过一次太空之旅。除了杨利伟这些宇航员,“可上九天揽月”的就是我了,因此我的果实也有了一个新名字叫“太空青椒”。

  说起那次旅行还是10多年以前,我和近千个兄弟被科学

家装在一个白色的小布袋子里,放在返回式卫星内的一个空余的小地方。
火箭
发射,我们随着卫星被送上了距地面200千米到400千米的宇宙空间。

  宇宙空间可不比我们在地球上舒服,那里是真空环境,由于失重原因,我们都漂浮起来,高能粒子会穿过我们的身体。

  由于卫星一天时间内就要绕地球飞行几十圈,不停的日夜变换都让我们来不及调整时差,还好,卫星内的14—32摄氏度的温度还能保证我们勉强度日。

  就是这样几天的旅行下来,我们都顾不上欣赏宇宙空间的景色,有些兄弟就因为敌不过这样的环境“阵亡”了。剩下的,有些还是精神百倍地回到地面,但还有包括我在内的一些种子的身体却悄悄发生了变化。当然这些变化都是我们回到地面后,在育种室里生根发芽后才能看到的。科学家把我挑出来,因为我结出的青椒比平时大三四倍,而且营养丰富,生长适应环境的能力强,在北方高寒、旱的环境中都能够保证高产。

  最新研究进展

  据统计,一般种子太空中突变率仅在0.05%———0.5%之间,一点变化都没有的种子有很多

  原中国科学院遗传所研究员,被称为“中国空间育种第一人”的蒋兴村告诉记者,太空育种主要是通过强辐射,微重力和真空等太空综合环境因素诱发植物种子的基因变异。由于亿万年来植物的形态、生理和进化始终受地球环境的影响,因此一旦进入太空将有可能产生地面上难以获得的基因变异。从卫星搭载回的物品中精选出优质的品种,植物的果实大小、营养物质的含量以及抗病虫害等方面均有显著改善。

  植物的种子只要送上太空就能产生突变?种出的蔬菜瓜果就能增产吗?现在对于太空育种的宣传,往往让人对太空育种的神奇充满向往。大连海事大学环境系统生物研究所所长孙野青教授说,不是说只要种子上过太空,就一定会发生突变。并且不同品种其突变率也有很大差别。经过统计,一般种子突变率是在0.05%———0.5%之间,一点变化都没有的种子有很多。在所发生的突变中,也并非全都是抗病能力增强、高产和早熟等有益变异,甚至从总体上来看,减产、抗病能力减弱等不利于生产的劣性突变表现得更多,因为太空毕竟是一种特殊的极端环境。

  实际上,种子所谓“好”与“坏”的突变都是人为选择的,突变本身是无所谓优劣,做基础研究时,很多“劣性突变”更有利于进行研究种子对宇宙空间环境的敏感性,以及种子在基因修复机制上的研究。

  争议

  “太空育种”并不比地面育种更有优势

  综合各种因素,太空环境对植物的生理和遗传性主要有哪些影响,这些影响由哪些因素促成,以及如何产生影响至今都还没有定论,也因此,太空育种计划自启动以来就引起了一些专家的争论。

  分子生物学博士方舟子曾经表示,“太空诱变”和其他诱变方法在本质上是一样的,不可能有任何优势。所谓“太空育种”并不比地面育种更有优势,反而占用了宝贵的航天资源,完全是一种炒作,因此对之应该给予否定。

  方舟子向记者表示,突变没有方向性首先是在遗传学实验中观察到的一个事实,之后又被分子遗传学的基础研究所证实。当我们用辐射、药物处理种子时,是在盲目地攻击种子中的DNA,DNA序列或结构会发生什么样的变化无法预知,那么它们会如何改变生物体的功能也是随机的。由于生物体经过长期的进化之后,其结构和功能之间的关系已相当的完善、协调,盲目地改变它,在绝大部分情况下会是有害或无用的。只有非常偶然的情况会出现个别我们乐于见到的有益突变。

  前景

  太空育种择优录取至少需要4代培育

  对此,中科院遗传与发育生物学研究所研究员、太空育种专家刘敏教授发表了自己的看法:“太空育种是辐射诱变育种的一个方面。在地面上,我们通常使用钴60对种子照射,但在太空失重的环境,再加上太空高能粒子的照射,比地面上更容易促使种子产生突变。

  种子产生突变后的效果主要和在太空中接受辐射的剂量多少、时间长短和所处的位置有关,和本身是什么种子没有关系。

  从太空回来的种子经过培育,挑选出的优良品种要经过不少于4代的种植,其中的每一代遗传性状都有所分离。如果4代后有幸筛选出一个新品种,还需要国家有关部门的品种审定,这一过程至少需要3年,之后专家审定合格后才能拿到证书。

  现在,市场上有很多农产品、花卉打着“神六”的旗号宣传,这些都是炒作。航天育种,现在确实有一些争论,目前我们的研究方向主要是机理研究,比如为什么会产生突变,这些变化产生在哪些方面,对我们有哪些好处。

  在实际中我们发现,太空育种确实比地面诱变效果要好很多,但是绝对不应该炒作。我国太空植物育种已经有10多年历史,而动物育种还是刚起步阶段。前不久农科院蜜蜂所就把蜜蜂的精液送上了太空,现在正在做进一步的观察研究。”

  -相关链接

  太空育种世界各国争相研究

  利用航天器或返回式卫星研究植物生长发育及遗传变异的工作, 迄今已有30多年的历史。据不完全统计,1957———1997 年,全球发射空间生命科学卫星120颗,搭载植物材料38次,其中前苏联16次,美国14次,中国8次。目前国外作物太空育种还处于研究阶段,尚未培育成有实用价值的作物品种在生产上大面积应用, 我国进行了较全面的研究和应用,从上世纪60年代就开始了太空育种实验,1987年以来,我国专家利用返回式卫星,神舟号飞船等搭载了70多种植物、500多个品种的的种子,包括粮、棉、油、蔬菜、瓜果、牧草和花卉等植物。现在我们平时能吃到的太空食品就有水稻、小麦、青椒、黄瓜、

西红柿、莲子等等,此外,还有各种太空花卉和棉花等作物。

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