太空育种偶然发现改变餐桌
粮食安全
形势依然严峻
黄大?P告诉记者，虽然育种的技术不断提高，但是传统的育种技术还是受到很多因素的约束，如土地、水等，再提高就很难了。“而我们的需求还在不断提高，供需的矛盾越来越突出。”
据有关资料显示，到2030年我国人口将达到16亿左右，而耕地面积每年以近1000万亩减少（主要是水土流失、土地沙化和退耕还林还草等），人增地减已成为社会发展的现实问题，粮食供给矛盾的解决有赖于高产优质新型品种的推广应用。
黄大?P说，对于供需的矛盾，科研工作者以前也不关心，但是转基因大豆提醒了他们。国内的大豆已经满足不了人们的需求，而且传统大豆的育种能力有限，效率不高，产量低，含油量也不高，这种情况下只好进口。
“这提醒了我们，如果我们的育种技术还停留在这个水平，没有创新，不能用新的技术，那就不能满足日益增长的需求。”
特别在城市化之后，粮食的需求就会更大，黄大?P不无担忧地说，“粮食安全形势的严峻性，我们估计不足。”
国外增产依靠生物技术
黄大?P说，为了增产，各方面的教训都有。这些年来，育种专家都希望找到高产品种，通过研究，研发出“大穗小麦”、“杂交高粱”等品种，不过最后发现不行，虽然产量上去了，但是抗病性不行。而且为了增产还大量使用化肥和农药，结果不仅没有增产，还带来了新的问题，“不能靠数量的增加来解决问题，这个时候，一定要有新的思路和新的技术。”
在谈到超级水稻，他说，袁隆平当时就指出，生物技术加杂交技术才是未来真正的超级水稻。“生物技术是一个综合技术，其中有转基因、分子标记等技术。”
上世纪八十年代，黄大?P出国学习最先进的农业技术，而当时正是生物技术兴起的时代，他们在看到关于转基因棉花的报告后，非常振奋。回国之后就开始投入转基因的研究，1986年，第一个作物—土豆走进田间试验。在此期间，成绩最大的是抗虫棉花的研究，2010年，转基因棉花带来的效益为440亿人民币，250亿是农民得益。“转基因棉花是我们国家自主创新，打破大国公司垄断的范例。”
黄大?P告诉记者，国际权威公司曾有过统计，在1996年到2011年间，因为转基因作物而增加的效益是982亿美元，“一半得益于增产，一半得益于节省工本。”
上世纪九十年代中期，美国玉米每亩平均单产400公斤，到了2012年，玉米平均亩产就达到了600公斤，不到二十年间，增产了50%。“这其中决定性因素是转基因技术，再结合了分子标记、杂交技术等因素。”
阿根廷在1999年到2010年，粮食单产增长了38%，而粮食总产量则从4000万吨增产至7000万吨。
黄大?P说，我们现在的玉米亩产平均产量为375公斤，“单产集中反映了农业技术的水平。”
分子育种能够缩短周期
分子标记和转基因技术等生物技术的不断发展，也给人们带来了一个新的名词：分子育种。
1998年，国际水稻所正式启动“全球水稻分子育种计划”。这个项目有来自11个国家的31个研究院共同参与，这项计划的目标是，集全世界水稻主产区的数百份优异种质资源，通过大规模杂交、回交和分子标记辅助选择相结合的方法，将这些优异种质资源中的大量优良基因和性状导入亚洲水稻主产国的优良品种中，实现优良基因资源在分子水平上的大规模国际交流，培育一批能广泛适应各种水稻生态环境的优良品种。
今年上半年水稻种子行业沸沸扬扬的消息，莫过于国内12家种企投资3亿元，共建分子育种平台。几乎与此同时，中科院的院士专家也认定分子模块设计育种科技将是未来即将发生的科技界的大事。分子育种可实现基因的直接选择和有效聚合，大幅度提高育种效率，缩短育种年限，实现“精确育种”。分子育种在提高产量、改善品质、增强抗性等方面已显示出巨大潜力。比如，常规育种需要7至8代才能选出育种材料，现代分子育种技术能将其缩短到2至3代，育种周期缩短为原来的1/4至1/3，实现了快速、定向、高效培育系统改良的作物新品种。
太空食物走上百姓餐桌
随着科技的发展，看似遥不可及的航天科技(000901,股吧)，变得离我们很近。而更令大家想不到的则是，很多食物的种子飞上太空，甚至已经进入到寻常百姓家。
中国农科院作物科学研究所航天育种研究中心主任刘录祥，最近正在忙着举办国际性的太空育种的培训班，与来自世界各地的太空育种专家们交流心得与最新的技术进展。
航天育种看似遥远，实际上已经开展了很多年。1987年我国首次利用返回式卫星搭载农作物种子开展航天诱变育种。目前，世界上只有中国、俄罗斯和美国三个国家成功地开展了这项技术。
中国航天育种的灵感来自于一个偶然。1987年，带着农科58号水稻和青椒等种子的我国第九颗返回式卫星飞向太空，这是我国作物种子第一次太空之旅。当时，搭载种子的目的并不是育种，只是想探索一下太空环境对生物遗传是否有影响，但是，专家们无意间发现，上天的种子发生了一些意外变异。这时，专家开始考虑能否通过这种方式育种。
25年来，我国已先后20余次利用返回式卫星和神舟飞船，搭载了上千种作物种子和微生物菌种，获得了大量新性状品种并在农业生产中推广应用。
刘录祥说，太空育种必须满足一些要素，首先要经过空间环境的飞行处理，种子受到宇宙粒子的辐射、失重等作用，使得基因发生改变。其次，这些种子经过空间搭载以后，必须返回到地面以后，经过专业的育种人员，再经过至少三年到五年的筛选淘汰稳定化试验，从中选出一些育种家认为有价值的，或者有推广应用前景的品系，进一步稳定化以后，再经过两年到三年多的试验和多年的鉴定。经过品种审定委员会认定以后，这个品种才能去推广应用。“不是说你上天一搭载，那么下来种下去就是太空茄子，或者是太空西瓜。”
对于太空食物的安全性，刘录祥解释说，在自然环境中，植物种子其实也在发生变异，只是这个变异过程极其缓慢，变异频率很低，被称为自然变异。航天工程育种是人们有意识地利用空间环境条件来加速生物体的变异过程，这种变异被称为人工变异。航天工程育种产生的变异与自然变异在本质上是没有区别的，太空种子的变异基因是地面种子本身基因变异的产物。“迄今为止，世界上已有70多个国家利用国际原子能机构组织倡导的核辐射诱变技术培育出3000多个植物突变品种，人们食用这些理化诱变品种加工出来的食物已有50多年，根据人们长期的食用经验，理化诱变的食物是无任何危害的。”因此，食用太空种子生产的粮食、蔬菜等不会有不良反应，航天工程育种培育出来的产品是可以放心食用的。
刘录祥告诉记者，通过组织实施国家航天育种工程，我国的农作物航天工程育种研究取得了显著成绩，一大批产量和质量双高的新品种脱颖而出，特别是十一五以来，已经利用航天工程育种技术先后在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜、棉花、花生、芝麻、番茄、青椒、茄子、苜蓿等15种作物上培育出进入省级以上区域试验的优异新品系达200多个。
本报记者 姜宝君
