搭載嫦娥五號(hào)在月球遨游23天后，一批約重40克水稻種子順利返回地球，標(biāo)志著我國水稻育種首次完成深空空間誘變?cè)囼?yàn)的搭載，具有里程碑式的意義。

12月23日，國家探月與航天工程中心在北京舉行了嫦娥五號(hào)搭載種子交接儀式。這批“奔月”的水稻種子來自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家植物航天育種工程技術(shù)研究中心(以下簡(jiǎn)稱航天育種中心)。28日，記者在航天育種中心看到，有一些“奔月”水稻種子已經(jīng)發(fā)芽，正準(zhǔn)備進(jìn)行后續(xù)研究。

探月與航天工程中心主任劉繼忠(左)將搭載種子交付給陳志強(qiáng)(右)主任。受訪單位供圖

◎“奔月”為了選育新品種

一聽到有機(jī)會(huì)到月球旅行，水稻種子們沸騰起來了。原來中國首個(gè)實(shí)施無人月面取樣返回的月球探測(cè)器嫦娥五號(hào)，準(zhǔn)備搭載上水稻種子們一起去看看。

不過，水稻種子們可是肩負(fù)重任。我國是首創(chuàng)利用航天技術(shù)進(jìn)行作物誘變育種的國家。“變異是物種進(jìn)化的基礎(chǔ)，也是新品種選育的基礎(chǔ)。” 航天育種中心副主任郭濤介紹，“深空極端環(huán)境是誘發(fā)變異極為獨(dú)特的因素，理解深空極端環(huán)境包含了兩個(gè)重要科學(xué)問題：生命是怎么啟動(dòng)，以及物種如何進(jìn)化，這對(duì)于新品種選育非常重要”。

嫦娥五號(hào)搭載的種子。葉青攝

根據(jù)國家糧食安全要求，到2030年，我國稻谷總產(chǎn)量要增加10%左右。郭濤進(jìn)一步介紹說：“水稻是遺傳學(xué)研究的一個(gè)模式生物。選擇水稻開展深空搭載研究物種進(jìn)化，不僅有助于理解深空環(huán)境的遺傳效應(yīng)，且可將所獲得的優(yōu)良變異應(yīng)用于水稻品種選育，有助于提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平。”

在此次備受全球關(guān)注的攬?jiān)抡鞒躺希教煊N產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟獲得了極其珍貴的空間誘變?cè)囼?yàn)載荷資源。這就有了開頭的一幕。但誰能被光榮選上呢?“所選的種子特性要與科研目標(biāo)相匹配。”郭濤表示，種子首選應(yīng)是性能優(yōu)良、穩(wěn)定。

經(jīng)嚴(yán)格科學(xué)的“選秀”，最終來自航天育種中心的“航聚香絲苗”水稻種子脫穎而出。這個(gè)種子出自“太空世家”，它的“父親”華航31號(hào)和“母親”航恢1508都去過太空，華航31號(hào)是利用空間誘變及現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)培育出的超級(jí)稻，而“航聚香絲苗”自身屬于香型、多抗、優(yōu)質(zhì)、絲苗型水稻新品種。

作為我國航天育種領(lǐng)域重要的國家級(jí)科研創(chuàng)新平臺(tái)，航天育種中心自1996年以來先后進(jìn)行了24次植物空間誘變?cè)囼?yàn)。但與之前我國航天育種所搭載的返航衛(wèi)星、神舟飛船相比，這次有所不同。“飛行時(shí)間長，遭遇了范艾倫輻射帶、太陽黑子爆發(fā)兩大事件，且首次完成深空空間誘變?cè)囼?yàn)的搭載。深空環(huán)境更接近真實(shí)空間極端環(huán)境，預(yù)期將產(chǎn)生更強(qiáng)烈的遺傳效應(yīng)，這有助于我們尋找深空與前期近地軌道間的效應(yīng)差異，為深入研究航天育種變異規(guī)律提供重要的實(shí)驗(yàn)樣本和數(shù)據(jù)。”郭濤說。

◎未來將產(chǎn)出100%原始創(chuàng)新成果

如今，搭載嫦娥五號(hào)“奔月”歸來的種子們靜靜躺在實(shí)驗(yàn)室里。

“搭載只是第一步。接下來會(huì)通過一系列的自交或者雜交，從抗病蟲害、耐逆性、適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)等方面，培育適合未來需求的優(yōu)良水稻新品種，通過給予多元化的水稻品種服務(wù)于國家‘種子安全’大戰(zhàn)略。”郭濤說。

國以農(nóng)為本，農(nóng)以種為先。種子是農(nóng)業(yè)的芯片，一粒種子關(guān)系著中國人的飯碗。我國作為世界第二大種子大國，種業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將近千億，但種業(yè)自主創(chuàng)新水平與發(fā)達(dá)國家還有較大差距，突破種業(yè)卡脖子關(guān)鍵問題，對(duì)確保“米袋子”“菜籃子”安全供給具有重要意義。

郭濤表示，此次深空空間誘變實(shí)驗(yàn)，有望幫助人類更深入了解水稻如何響應(yīng)深空環(huán)境的分子及遺傳機(jī)制;獲取一批具有重要價(jià)值的優(yōu)良新基因，并形成完善的關(guān)鍵基因利用技術(shù)體系，服務(wù)于水稻品種選育;選育一批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、綠色的水稻新品種，滿足多元化產(chǎn)業(yè)需求，通過產(chǎn)學(xué)研合作推廣應(yīng)用，提升我國糧食安全水平。

“這次搭載嫦娥五號(hào)進(jìn)行深空空間誘變?cè)囼?yàn)，屬于100%中國原創(chuàng)，將來也將產(chǎn)出100%原始創(chuàng)新的成果。” 航天育種中心主任陳志強(qiáng)認(rèn)為，應(yīng)對(duì)搭載的材料進(jìn)行全方位、全鏈條的研究，規(guī)劃好從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用基礎(chǔ)研究，再到應(yīng)用研究的整鏈條路線布局。他表示，希望借此機(jī)會(huì)，實(shí)實(shí)在在創(chuàng)建、發(fā)現(xiàn)一批好的基因和突變體，培育一批優(yōu)質(zhì)新品種，服務(wù)國家糧食生產(chǎn)，支撐我國糧食安全。