未来,你吃到的大米或是上过太空的!随着我国航天发展越来越成熟,尤其是我国空间站的建成,太空育种也从过去的理论走进了现实。

1月27日,湖南南县举行了一场特殊的仪式,一批从太空回来的稻米种子,交付了湖南水稻研究所,下一步就是对这批进入过太空的种子进行评定和试种了。

作为一种新型的育种科技,太空育种有哪些特点?培育种植出来的粮食你敢吃吗?

稻虾米从天宫回来了

稻虾米从天宫回来了

最近回来的这批稻虾米是在2023年5月,随同神舟十六号前往太空的,之后便在太空进行了半年的育种验,在2023年10月底返回了地面。

新的品种,是南县与湖南农科院一起培育出来的专用种子,这也是国内稻虾米首次进行太空育种,对于未来的农业科技创新,是一种创新和经验积累。

据了解,南县想借此时机,下一步打造稻虾米的优质种质培育基地。事实上,此次太空育种是载人航天工程办公室,在2023年3月发起的航天育种搭载实验项目。

该育种项目,面向农业、林草业、中草药和工业微生物领域,通过实施育种搭载实验,进一步培育出更多的优良品种。

而稻虾米正是南县近年来的特色稻米。所谓的稻虾米,是水稻种植结合虾的养殖同时进行,两者是一种协作共生的模式。

水稻生长过程中,虾可以在田间除草、松土、增肥。反过来水稻又能给虾提供食物、生长平台。两者和谐共生,能减少传统种植对化肥和农药的依赖。

如今,新生态种植理念和太空育种有机结合,又会迸发出怎样的效果呢?这还得从太空育种的本身和细节处说起。

太空育种不是简单把种子送上天

太空育种不是简单把种子送上天

太空育种,又叫航天育种或者空间技术育种,顾名思义,利用航天器将种子送上太空,进而让种子在真空环境下实现诱变,最后再进行筛选,实现对优质品种的培育。

听上去很简单,似乎只要将种子放在航天器里,然后送上天就行了。这是不是说,所有种子都能进行太空培育,如果真的效果不错,就可以多带些种子上天培育呢?

看起来是如此,然而真实的育种过程却要严苛多了。能够选送进入太空的种子,本身就是层层筛选出来的优质种子,而送上太空让种子诱变,仅仅是太空育种的第一步。

像南县的这批稻虾米,经过太空之旅后,又专门交给了农业研究部门,这就是育种的下一步。这些上过天的种子,下一步要经过一层又一层的筛选培育

筛选之后,还要进行种质的审定和试种。整个流程走下来,至少也需要四五年的时间。

一粒种子的飞天记

一粒种子的飞天记

和人类筛选宇航员一样,一粒种子要想顺利进入太空,它的各项体能也必须得是优异的才行。通常来说,筛选的标准主要有两条。

第一条是遗传性能要稳定,即种子在此前的种植过程中,没有过大的遗传变异。第二条是种子的综合状要良好。

这两条指标是硬性的,大部分种子在筛选过程中都会被拒之门外。即便是有幸通过筛选的种子,在接下来的太空育种环节,也不一定能发生诱变。

因为,所谓的太空诱变,不仅仅是将其放入真空环境就行了,如果是这样的话,在地球上模拟出真空环境也能进行培育。

诱变的过程,需要宇宙中的各种粒子参与进来。地球由于存在大气层的阻隔,多数宇宙粒子都被阻拦住了。太空中宇宙粒子畅行无阻,它若是跟种子有幸相遇的话,种子接下来的诱变才能顺利完成。

根据以往的数据统计,一批种子被送入太空,真正会发生诱变的概率只有0.05%到0.5%。概率不但很低,且即使发生诱变后,也不一定会变成“良种”。

因为基因突变所产生的结果是无定向性的,种子不一定会向好的方向突变,也有可能经过诱变后变成了劣种。

也就是说,通过层层筛选最终能上天的种子,也不一定能完成承载的使命,最终被筛选掉的种子,只不过是免费体验了一把飞天。

而有幸通过了诱变并被筛选出来的种子,回到地面后将会进入下一个环节。它们会再次经过连续几代的筛选培育,试种过程中,还得经受住旱涝、虫灾、风灾等各种自然灾害的考验。

只有在经历了这些,依然能保持高产且遗传性优良的种子,才算是真正通过了太空育种的认证。所以培育进行到这一步的时候,绝大部分参与培育的种子都被筛选下去了。

整个过程,简直比筛选宇航员还要难且严苛。那么另一个问题随之而来,被送上太空的种子,究竟是被放置在什么环境中育种的呢?

太空种子的培育环境和空间

太空种子的培育环境和空间

我国现在的太空育种,已经可以通过天宫空间站来进行,在空间站的问天舱区域,专门有一个实验舱室,这里就是进行太空育种的场所。

舱室内的实验柜,可以满足多种不同的实验需求,更为关键的是,实验进程中的各项数据,也能实时传送回地面。

毕竟,种质培育的科学家无法一起上天,而整个培育过程中种子会发生什么样的性能变化,宇航员们没有专业的知识同样也不清楚。这样就需要实时传送数据,保证地面研究人员能对培育过程进行远程操控。

为了实现这一点,空间站在打造的时候,专门创建了带宽更大、速率更快的局域网,之后再结合中继卫星的传输,从而实现天地间的数据协同。

最后,在地面的研究中心里,也搭载了完善的管理系统,这就像是远程操控系统,能够对太空的育种情况进行实时的监控。

整个过程中,科研人员既能收到数据,也能接收到图像和视频,对于实验过程中的任何环节,可以施行控制和干预。

此外为了配合育种,地面也会设立一个模拟实验场所。毕竟空间站上的实验机会有限,一些参数在地面也能模拟出来,通过了解这些参数,科研人员就能提前判断出种子在太空会发生什么样的影响。

不过地面的设备仅仅是有限度的模拟,真正要培育还得将种子送入太空才行。所以综合来看,种子虽然被送入了太空,但是在实验和培育的整个过程中,是需要天地同步进行的

整个过程,地面的科研人员也要全程参与,其中运用到的技术更是综合性的,既有农业育种领域的,也有保障信息传输的。可以说,整个过程,就是对综合科技运用的一次大考。

已经上过天的种子有哪些

已经上过天的种子有哪些

从神舟十四号开始,被送入太空的种子已经超过了千份,这其中既有种子,也有一些是微生物菌种。

具体来看,这些种子有稻米、南瓜、大豆、棉花、辣椒等。甚至有一次,一颗处于休眠状态的鸡蛋也被送上了太空。

之所以要进行太空育种,主要是由于相比于常规的育种,经过基因变异的种子,培育周期能大大缩短。

常规的育种,在地面经过筛选和试种,整个过程至少需要8年左右。而太空育种,这个时间能缩短一半只需要4年左右。

除此之外,太空育种变异的概率虽然不高,可相对于传统育种,其诱变率还是提高了三到四倍左右。性能朝着好的方向变异的种子,更加优质且抗病虫害的能力也大大提升了。

所以综合来看,相比于传统的育种方式,太空育种能够在较短的时间内,培育出综合性能更优良的种子。而且从培育时间等一系列步骤来看,也省去了地面育种的诸多不便。

对我国农业优质化的发展,种质的综合性能提升来说,太空育种有着很大的优势。

最关键的问题来了,经过太空培育的种子,食用是否安全呢?

太空育种不是转基因

太空育种不是转基因

因为存在种子基因的变异,很多人误认为经过太空育种后的种子就是转基因品种。实际上太空育种引起的种子变异,是通过失重、弱地磁、强辐射来实现的。

转基因品种,是打破物种的界限,将一种基因转录到另一物种之中。因此和太空育种比起来,两者有着根本的不同。

至于食用的安全性,实际上在地球上,所有的种子都存在遗传变异,只不过自然界中这个过程是缓慢的,发生变异的概率也比较低。

太空育种,是利用空间环境加速并提高了变异的过程和几率,这相当于是通过人工干预而促成的变异。自然变异比起来,两者并不存在本质性的区别。

此外,从太空回来的种子仅仅是品种,不会直接食用的。下一步经过筛选和试种,确定其产量性能等各方面稳定后,这些种子也才能真正变成餐桌上的粮食。

结语

结语

自从神舟一号飞天以来,我国已进行过多次的太空育种搭载实验了。据不完全统计统计,从1999年至今,太空育种的实验项目至少进行了3000多项。

参与培育验的种子超过了40000多份,最终培育出来的新品种有460多个。这些品种囊括了多种粮食作物,也有中草药、花卉、林草等其他植物。

随着我国空间站进入常态化的运营阶段,未来的太空育种也将常态化。对普通民众来说,未来是有很大几率,吃到经过太空培育的食物。