万米高空诱变基因“太空种子”演绎种植传奇

核心提示

◎11份农作物种子在太空运行36万公里后回到凉山。

◎凉山科研机构定向研究，力求探索基因诱变的情况。

◎攀西曾在烟草和蔬菜领域试验太空种子，有成有败。

四川在线消息（四川日报记者 钟美兰 寇敏芳）4月13日，凉山州嫦娥5号返回试验卫星搭载农作物种子育种工作启动会在凉山召开，标志着凉山州农作物空间搭载种质资源创新和新品系培育工作启动。

去年11月，由凉山州农科所提供的9份马铃薯实生籽材料、1份玉米材料、1份小麦材料经嫦娥5号再入返回试验器搭载，在太空运行36万公里后成功回收。现凉山州正式成立嫦娥5号返回试验卫星搭载材料育种工作组，对11份材料进行选育，这是首次由凉山州科研单位实施的选育。

11份“太空种子”能否发生基因诱变，演绎新的种植传奇？

为什么只选粮食作物？

9份马铃薯、1份玉米、1份小麦，为何选择的都是粮食作物？

凉山州农业局局长王正介绍，这主要与粮食安全有关。“我们国家的大豆等粮食作物依靠进口，最主要的原因就是他们的品种比我们的好。”王正说，凉山州具有西昌卫星发射基地的就近优势，如果凉山州的粮食作物通过太空搭载试验培养出高产优质品种，让全国乃至全世界都种凉山品种，不仅能够解决粮食安全问题，凉山也能培育出新的支柱产业。

“这与我们多年研究的粮食作物项目有关。”凉山州农科所副所长熊仿秋说，经济作物具有明显的经济效益，不少企业或者民间组织都可以搭载，而粮食作物经济效益较低，又事关百姓增收致富，只能由政府来完成。

王正说，农科所最初选择了58份材料，除了马铃薯、玉米和小麦之外，还包括燕麦、荞麦和油菜，但是最终因为搭载空间和重量所限制仅有三项11份入选。

“因为材料少，得之不容易，所以凉山州高度重视，成立了育种工作组。”王正说。

据了解，农作物种子通过卫星搭载进入太空环境，经过宇宙射线、微重力等特殊空间环境处理，可能发生基因突变，这与转基因的区别在哪里？

熊仿秋说，转基因是将一种或者几外源性基因转移到某种特定的生物体，并让它表达出相应的产物，而太空育种是将作物种子或诱变材料搭乘返回式卫星或高空气球送到太空，利用太空特殊的环境诱变作用，使种子产生变异，再返回地面培育作物新品种的育种新技术，二者具有本质区别。

马铃薯最有可能被选育出来

3月17日，11份材料被凉山州农科所工作人员从西昌卫星发射中心取回来。

凉山州农科所选拔了13名具有高、中级技术职称、长期从事育种科研工作的技术人员分别组成马铃薯、玉米和小麦航天育种工作组，由三名专家担任课题组组长。

“玉米组和马铃薯组组长都是承担过省级农作物育种攻关项目的专家，小麦组组长则是享受国务院津贴、具有长期研究小麦辐射诱变的科研人员。”熊仿秋说。

3月31日，玉米组在西昌市安宁镇和平村租了两亩地，将12粒太空玉米材料下种，同时，将预留的未经过搭载试验的同个品种玉米也种在了隔壁，用于对照试验。经过精心呵护，12粒玉米种已有11粒出苗，目前约有10多厘米高。

“因为照顾得比较好，出苗率比较高。”玉米课题组组长龙永昌说，对照组出苗率还赶不上搭载组，不过并不算基因突变症状，预计该症状将于70天后的玉米抽雄期显现，通过雄花和雌花对比可知是否发生变异，一季试验完毕后，将这一代即M1代全部收获留种，将换到海南进行第二轮种植，产生M2代。

马铃薯播种季节在6月。3月20日，马铃薯实生籽材料已经被送往省农科院进行35℃高温恒温保存，现在进入吹芽阶段。

“按照90%的出芽率估算，40天后，大概育出1万株马铃薯单苗。”马铃薯课题组组长徐成勇说，此后，马铃薯单苗将被转移到昭觉高山试验站进行育苗，7月中旬，开始进行大田移栽，12月初可收获。

“由于样本较多，马铃薯是最有可能培育出高产、熟期适合和优质的品种。”熊仿秋说。

小麦下种更晚，要到11月初。小麦课题组组长辜义芳将52粒种子一份为二，分低温和常温保存。“主要是为了确保发芽率。”辜义芳说，待到播种季节，将移到该所位于西昌市安宁镇的试验基地进行种植。

多久能选育优质品种未可知

到底多久能出成果呢？

从事多年小麦辐射诱变研究的辜义芳说，在辐射诱变情况下，基因突变的几率是千分之一，而且M4和M5代以后性状才比较稳定，那个时候才能进行区域单位种植。

“一代一年，几代就几年，即便选育和区域种植同时进行，乐观估计也要七八年才能见成果。”辜义芳说，而且即便发生了突变，农作物也有可能在往后种植期间自动修复到原来的基因，2005年她参与过的全国航天育种计划曾经出现过此种案例。

12年前，攀枝花市农林科学研究院科研与基地管理部的彭善新做过相同实验，太空种子种下去，结出的果子却不如人意，“五六季之后，我们就放弃了”。

彭善新是攀枝花市农林科学研究院太空育种项目的主要负责人，他回忆，2002年时，几十个品种的种子搭乘神州四号飞船返回地球，攀枝花获得了50克莴笋种和200克豇豆种。随即，他们开始了育种工作。

种子全部种下去，看着上万株莴笋苗和两千余株豇豆苗发出新芽，彭善新满怀希望和好奇，悉心照料几个月后，却收获了一批“问题产品”。“豇豆的豆角上有红点状的凸起，莴笋的基部也有瘤状物。”彭善新没有泄气，他查询了相关资料，保证操作无误的前提下继续育种、选种。然而，四五季之后，果实的品相仍然如常，产量也没有大幅增加。实验进行到第四年左右，彭善新和团队放弃了育种项目。

彭善新说，种子在外太空微重力或无重力的环境下，到底能发生什么样的基因变异还不能准确检测出，“能不能发生我们想要的变异，只能靠运气”。

这意味着，凉山州培育新品系的道路任重而道远。

据了解，凉山州每年将安排一定资金专门用于扶持农作物空间搭载种质资源创新和新品系培育发展，把其打造成为凉山州种业发展支柱。 （钟美兰寇敏芳）

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