太空育種,也稱航天育種、航天誘變育種,是利用太空的特殊環境誘使植物種子發生基因變異,進而選育植物新品種、創造農業育種材料、豐富基因資源,是一種將輻射、宇航、育種和遺傳等學科綜合起來的高新技術。簡單來說,讓種子先“上天”再“入地”,經過篩選、雜交、鑒定等,最終形成新種質資源的過程就是太空育種。
與傳統育種技術相比,太空育種最大優勢在于空間誘變材料的變異率高、育種周期短,可在相對較短時間內創制出高產、早熟、抗病等性狀優良的種質資源。近十年來,航天育種領域發生了哪些重要變化?當前,航天育種的發展遇到什么樣的瓶頸?未來航天育種的發展方向是什么……國家植物航天育種工程技術研究中心專職副主任、航天育種產業創新聯盟副秘書長郭濤針對這些問題進行一一解答。
南方日報:近十年來,航天育種領域發生了哪些重要變化?給農業生產帶來什么樣的影響?
郭濤:在我國,航天育種的歷史已經超過三十年,近年來,航天育種主要有兩大變化。第一,是跟我們國家的航天工程發展緊密聯系,從原來的近地軌道到現在的深空探測,每一個階段的航天工程都和航天育種有緊密的結合。第二個變化,是現代生物學技術和航天育種的結合越來越緊密。比如說,隨著現代生物學技術的不斷進步,我們漸漸可以去鑒定原來沒有辦法鑒定的新的基因、新的性狀,這樣一來,也促進了航天育種效率的提高,幫助我們更為高效地發現新基因。這些新基因又可以進一步用在品種選育上,形成新品種,進一步產業化。這些新的生物學技術,在一些主糧作物的航天育種上,比如水稻、小麥,都有大量應用。
我們團隊通過航天育種手段培育出的水稻品種,在廣東乃至華南稻區得到了廣泛的應用,獲得一系列獎勵,更提高了糧食產業的效益,為保障糧食安全作出了貢獻。
南方日報:航天育種和傳統育種之間的關系是怎樣的?當前,航天育種的發展遇到什么樣的瓶頸?
郭濤:航天育種和傳統育種都是育種的不同手段,它們的本質是一樣的,就是不斷地去尋找新的變異,然后把這些變異用到品種選育上。傳統育種和航天育種是相輔相成的,航天育種是一種新的技術和創新。在未來的發展中,航天育種可以和生物學技術更加緊密地結合,也可以和傳統育種結合,提升選種效率,提升發現好基因的概率。
目前,航天育種最主要的瓶頸是,通過航天搭載誘變之后,大規模的、群體的篩選的技術沒有取得很好的突破,主要體現在:我們所關注的微觀的性狀上,比較難以鑒別。此外,如何更高通量地、定向地鑒定基因的變異也是航天育種領域一個值得深入探討的新的技術。
南方日報:請問未來航天育種的發展方向是什么?
郭濤:首先現在的航天育種是依托航天工程來誘發一些新的遺傳變異,利用這些遺傳變異在地面形成品種來推動產業的發展,這是一個從天到地的科研過程。未來,我們要考慮怎么從地到天,也就是說,在未來的空間站、未來的月球基地,甚至長期在軌的火星基地里面種植作物,為宇航員提供糧食,提供更加優良的生態環境,這是其中的發展方向,當然,從天到地、從地到天是一個相互融合的過程。
第二方面,航天育種未來會更加緊密地和大健康產業結合起來。現在航天育種的產品的特性主要聚焦在比如產量更高、品質更好,如何滿足群眾對吃飽吃好的要求。但是,航天育種出來的品種怎樣更好地發揮產品健康的功能,是未來值得去進一步探討和實踐的。