太空組培苗 云南省太空生物科技發展促進會 供圖
太空蓮36號 云南省太空生物科技發展促進會 供圖
近年來,云南高原特色觀賞園藝植物種子成為搭載神舟飛船的“常客”。今年,長征五號B運載火箭搭載了包括蘭科、菊科、薔薇科、杜鵑花科、唇形科等在內的392.26克云南高原特色觀賞園藝植物種子。此次太空搭載已是云南省觀賞園藝植物完成的第5次搭載,對全省觀賞園藝太空育種起到積極的推動作用。
1111克觀賞園藝物種種子 完成太空育種搭載
近年來,通過中國航天載人辦公室及中國空間研究院平臺,利用實踐十號返回式衛星、長征七號火箭、神州十一號載人航天飛船、天宮二號載人航天飛船、長征五號B運載火箭,云南共完成100余種共計1111.26克觀賞園藝物種種子的太空育種搭載。
2016年起,云南省農業科學院花卉研究所(以下簡稱“省農科院花卉所”)開始開展云南高原特色觀賞園藝太空育種研究。2016年6月2日,中國航天育種高原特色物種中心及云南太空花卉創新示范基地掛牌成立,落戶于省農科院花卉所,成為首個由中國載人航天辦公室授權地方組建的軍民融合農業創新平臺,重點開展太空高原特色物種創新、配套技術的研發及產業化應用示范等研究。
在中國航天育種高原特色物種中心實驗室里,一排排曾經遨游過太空的植物種苗整齊地擺放著。“這是天宮二號搭載過的白芨、廣南鐵皮石斛,這是長江七號搭載過的雜交蘭,這是神舟十一號搭載過的小神童墨蘭……”省農科院花卉所李涵博士一一介紹。
一些園藝植物經太空誘變后 葉綠素明顯缺失
“一些園藝植物,經過太空誘變后,其中一個比較直觀的變化就是,葉綠素明顯缺失,有的是葉子中間缺失,有的則是葉子邊緣缺失。”李涵舉例稱,比如,雜交蘭的品種通過搭載神州十一號進行太空育種后,缺失了95%以上的葉綠素。同一個品種的種子同時登上太空,回來后發生的變化也會不同,這就是“太空育種”帶來的不確定性性狀。但這種性狀的改變對于科研人員來說,有著很高的科研價值。“航天育種實際上就是一種育種手段,通過與其他的育種手段相結合,培育出一些新的品種。我們的工作就是要弄清楚通過航天育種后,這些植物為什么會發生這些變化,為地面上的育種提供一定的科學依據。”
目前,花卉所的團隊對2016年送入太空的17個品種,以及新引進的10個太空睡蓮品種進行栽培、擴繁及播種試驗,并完成相關性狀數據的采集及分析,篩選出具有較好育種價值及推廣價值的品種優勢品種10個,完成一串紅新品種“航紫月”、睡蓮新品種“卡斯托爾”、草莓新品種“玉兔”“粉姬”的選育。
2016年,一串紅同批種子經長征七號和神州十一號的兩次搭載,2017年2月進行播種篩選,發現一株變異株,經過2年開花,第3代性狀表現穩定,目前已完成新品種“航紫月”的選育。
搭乘神舟十一號的草莓種子 播種成苗8000余株
此外,花卉所團隊從江西廣昌白蓮研究所引進7個太空誘變直接或間接產生的品種,將引進的太空蓮品種定植于水生資源圃內,進行詳細的性狀記錄和馴化栽培,獲得1個突變新品種,并進行新品種國際登錄工作。目前,這些太空蓮品種已在澄江縣、硯山縣、永勝縣進行推廣示范。其中,種子蓮品種“太空蓮36號”在麗江永勝三川壩推廣種植約9800畝,產出的蓮子鮮甜,主要銷往省內外,新增產值74.2萬元,新增利潤65萬元。
搭乘神舟十一號的草莓種子,播種成苗8000余株,最終篩選出“玉兔”“粉姬”等3個株系,目前正申報植物性品種保護。開展的草莓優質種苗擴繁及標準化栽培技術研究,2018年和2019年分別示范生產草莓脫毒原種苗17萬株和80萬株,示范生產優質穴盤苗(掛果苗)130萬株和150萬株,累計輻射帶動種苗生產2600萬株,輻射帶動鮮果生產5000余畝。
2019年,省農科院花卉所在富明新建4000平方米玻璃溫室草莓栽培示范棚,配有可升降式苗床、肥水一體灌溉系統、加溫和保溫系統等,是云南省最先進的草莓栽培溫室。“預計到2022年或2023年,我們會有部分航天育種的科研成果投入到市場。”李涵介紹。
★野生菌種
羊肚菌牛肝菌松茸松露 也進行搭載實驗性嘗試
近年來,云南省還開始進行野生菌搭載實驗性的嘗試,搭載了腐生型的蜜環菌(天麻共生菌)、羊肚菌、暗褐網柄牛肝菌、大球蓋菇以及共生型的松茸、中華塊菌(俗稱松露)和松乳菇。中科院昆明植物研究所一直致力于開展珍稀名貴食用菌的種質資源收集保存與開發利用中的關鍵技術研究,相關菌種目前還保存在中科院與云南共建的西南生物多樣性實驗室中。
“與常規的原生質體融合、化學誘變與分子育種等相比,太空育種仍然具有在地面難以模擬和替代等優勢。”中科院昆明植物研究所于富強博士介紹,太空育種是育種的手段之一,對常規物理、化學和分子生物學育種手段很好的補充。
太空中,在宇宙輻射、微重力、弱地磁場和重粒子等多種因素綜合作用下,太空艙內生物的基因往往會產生在地面上難以實現的變異,包括形狀、大小、顏色、生長周期和成分等的變化。
于富強介紹,以蜜環菌為例,天麻與蜜環菌共生,其生長過程主要靠蜜環菌獲得營養,沒有蜜環菌天麻就無法完成其生活史。目前,云南蜜環菌菌種市場混亂、缺乏優質的本土菌種,是導致天麻產量不穩、病害多發和品質下降的重要原因。開展航天育種等基礎研究,因地制宜,選育出優質本土菌種,對天麻產業的提升和持續發展具有重要意義。
★航天食品
云南核桃乳、普洱茶進入“太空食譜”
除了植物種子,云南核桃系列產品、普洱茶等云品也成為了“太空游客”的一員。
今年5月8日,中國新一代載人飛船試驗取得圓滿成功,云南摩爾農莊的“聰滋”核桃乳干漿粉、蜂蜜核桃仁等核桃系列云品,隨新一代載人飛船試驗船一起進入太空,為后來的空間站發射任務做準備。
由于服務對象是航天員,航天食品必須集營養供能、心理調節和機能調節三大功能于一身,必須是安全、營養、方便、高效能、可接受性好的食品。航天級食品的標準要求是,產品必須滿足航天員日常訓練和執行任務過程中均衡營養的需求。因此,對產品的原料來源、生產過程、質量安全都有著極高的要求。為滿足以上條件,同時豐富航天食品健康食材來源,滿足航天員能量和營養攝入,中國航天員科研訓練中心聯合多家單位制定了航天級食品標準。
在航天級食品標準的制定中,云南走在了全國的前列。經過實地考察、調研及嚴格的甄選,云南省將18家企業的11個類別共17種產品,選定為首批“航天級食品”的推薦產品,并于2014年送到航天員科研中心進行檢測、研究。
經過近兩年的專家審核及安全控制檢測,2016年5月18日,在中國航天員中心,中國農大、中國計量研究院、中國空軍食品研究院、中國航天員中心專家及領導評審通過了由中國航天員中心與云南摩爾農莊生物科技開發有限公司共同制定的航天級食品標準。2017年11月21日,該標準正式發布,這是國內第一個航天級食品標準,摩爾農莊的“聰滋”核桃乳成為國內第一個航天級核桃乳標準食品。
制定核桃類航天級食品的過程中,為確保航天標準每個制定環節嚴謹、科學、規范,中國航天員科研訓練中心航天食品與營養研究室專家在有機核桃種植基地、生產車間、質量管控中心進行現場審核和精心指導。
2017年,全國第二個航天級食品標準——航天級食品原料核桃油標準的制定工作正式開始。2018年5月,摩爾農莊與中國航天員中心聯合制定的全國首個航天食品原料——壓榨核桃油標準通過評審。
值得注意的是,2018年至2019年,瀾滄古茶選送的茶媽媽小青柑通過航天級食品嚴苛的12項全體系生產細致要求,59個規范性標準和83項產品海量指標的檢驗,于2019年通過了航天級食品標準的認證,成為了第一款達到航天級食品標準的普洱茶,也是今年5月5日發射的新一代載人飛船試驗船上“太空游客”的新成員。
“摩爾農莊核桃系列航天健康產品順利搭載新一代載人飛船試驗船上太空,是云南核桃產業在科技領域取得的新突破。”云南省太空生物科技發展促進會常務副會長、摩爾農莊董事長張躍進表示,航天級標準核桃食品將成為解決云南核桃產業持續發展的強勁力量,更是推動云南千億級產業的引擎,能對實現企業增效、農民增收,促進核桃產業精準扶貧發揮重要作用,體現出載人航天工程的綜合應用效益。航天標準的檢測及制定,提高了企業產品從種植源頭到成品生產的技術要求,推動了企業科技、綠色的發展理念,從科技層面推動了相關產業的跨越式發展。
摩爾農莊切實將航天科技優勢順利轉化為實際生產力、科技成果成功轉化,同時也賦予摩爾農莊“聰滋”這款全國唯一的健字號核桃乳新的使命——以航天級標準、保健功能雙重標準助力中國食品安全放心工程。摩爾農莊將利用技術、研發、市場等資源優勢,深入推進核桃全產業鏈技術研發和基礎研究及應用,將航天科技、航天品質融入到產品中,把天然、健康的保健產品帶給更多人,引領帶動云南核桃產業高質量發展。
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