來(lái)自太空的變異

　　世上最寬闊的是海洋，比海洋更寬闊的是天空。海洋孕育了地球上最初的生命，而浩瀚的宇宙又帶給我們無(wú)限的遐想。

　　離開地球進(jìn)入太空，不僅意味著更廣闊的世界，也意味著更豐富的資源。來(lái)自宇宙的各種粒子和射線，以及奇妙的微重力環(huán)境，會(huì)讓農(nóng)作物產(chǎn)生更豐富的變化，有些變化正是育種家們苦苦追尋夢(mèng)寐以求的。本期，就帶您走進(jìn)航天育種?！幷?/p>

　　本報(bào)記者王澎

　　6月25日晚上八點(diǎn)，長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭從海南文昌航天發(fā)射中心首次發(fā)射，成功將載荷送入預(yù)定軌道，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室和神舟十一號(hào)飛船也將于今年升空并進(jìn)行對(duì)接試驗(yàn)。人類對(duì)宇宙的探索從未停止過(guò)，而碩大的宇宙對(duì)于育種家而言，也是個(gè)奇妙的寶庫(kù)，各類宇宙射線、微重力環(huán)境會(huì)誘發(fā)作物產(chǎn)生各種意想不到的變異，這也是很多育種家“腳踏實(shí)地”辛勤耕耘的同時(shí)，還不忘“仰望星空”的原因。

　　我國(guó)的航天育種始于1987年，到目前為止，我國(guó)利用返回式衛(wèi)星和載人飛船先后進(jìn)行了20多次、130多種植物、數(shù)千個(gè)農(nóng)作物品種的空間搭載試驗(yàn)。特別是2006年國(guó)家實(shí)施航天育種工程、發(fā)射“實(shí)踐八號(hào)”育種專用衛(wèi)星以來(lái)，我國(guó)在航天育種機(jī)理研究、技術(shù)創(chuàng)新、突變新種質(zhì)和新材料創(chuàng)制、新品種培育與產(chǎn)業(yè)化、人才隊(duì)伍建設(shè)等方面取得顯著進(jìn)展，在水稻、小麥、玉米、棉花、大豆、油菜、芝麻、番茄、青椒和牧草等作物上誘變培育出通過(guò)國(guó)家或省級(jí)審定的航天作物新品種或新組合200多個(gè)，其中“十二五”期間育成審定航天作物新品種40多個(gè)，并從中獲得了一些有可能對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生重要影響的罕見突變材料。

　　記者在采訪中了解到，目前從事航天育種研究的主要是科研院所和高校，從事航天育種研究的種子企業(yè)卻為數(shù)不多。國(guó)內(nèi)一家大型種企的科研主管在談到多數(shù)企業(yè)不采用航天育種的原因時(shí)告訴記者，航天育種的隨機(jī)性很大，很難針對(duì)某個(gè)性狀進(jìn)行定向改良，因此也很難融入商業(yè)化育種體系。

　　“我個(gè)人認(rèn)為，目前沒有哪一種育種方法可以做到定向育種?！敝袊?guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所研究員、國(guó)家航天育種工程首席科學(xué)家、國(guó)家農(nóng)作物航天誘變技術(shù)改良中心主任劉錄祥解釋說(shuō)，“任何育種過(guò)程都離不開變異的篩選，育種就是在一定規(guī)模的群體里，通過(guò)一系列的評(píng)價(jià)來(lái)篩選符合育種目標(biāo)的個(gè)體。”

　　在劉錄祥看來(lái)，沒有篩選就沒有育種，誘變育種實(shí)際上是創(chuàng)造了一種擴(kuò)大變異范圍的手段?！拔覀兯f(shuō)的篩選是在一個(gè)變異的群體里篩選，這個(gè)變異可以是不同品種間原有性狀基因的重新組合，也可以是原有品種內(nèi)新的基因的突變產(chǎn)生。有了變異之后，選擇出有育種價(jià)值的變異性狀，然后穩(wěn)定這些性狀以獲得具有表達(dá)這種變異特性的個(gè)體和群體?！眲浵楦嬖V記者，“航天育種是誘變育種的一種新途徑，它既然是一種育種方法，那么也要遵循這樣一個(gè)育種過(guò)程。只不過(guò)它的變異來(lái)自于空間環(huán)境誘發(fā)出來(lái)的新基因或等位變異?！?/p>

　　商業(yè)化育種實(shí)際上是一種育種的組織模式，而不能被歸為育種方法?！拔覀兯f(shuō)的雜交育種、誘變育種、轉(zhuǎn)基因育種等，是不同的育種方法，而商業(yè)化育種不是一種方法?！眲浵檎f(shuō)，“企業(yè)選擇哪一種育種方法，完全取決于這一方法產(chǎn)生的品種能否滿足其需求?！?/p>

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所與山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究所合作，選育的適合黃淮冬麥區(qū)種植的小麥新品種“魯原502”，就是以航天突變系優(yōu)選材料9940168為親本，結(jié)合常規(guī)雜交選育的。據(jù)了解，“魯原502”以產(chǎn)量高、廣適性強(qiáng)為突出特點(diǎn)，先后通過(guò)國(guó)家、山東省和安徽省的品種審定。這個(gè)品種在2015年秋播時(shí)，僅在山東省境內(nèi)播種面積就超過(guò)了1100萬(wàn)畝。“‘魯原502’已經(jīng)由企業(yè)成功開發(fā)經(jīng)營(yíng)和推廣，這個(gè)品種就是商業(yè)化育種模式選育的產(chǎn)物。此外，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所利用航天誘變技術(shù)與常規(guī)育種相結(jié)合選育的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、抗倒伏小麥新品種‘航麥247’于2016年通過(guò)國(guó)家品種審定。該品種在被正式審定之前就被種子企業(yè)“相中”和“跟蹤”，最終成功轉(zhuǎn)讓給了企業(yè)。我們不能想當(dāng)然地認(rèn)為航天育種就不能商業(yè)化?！眲浵楦嬖V記者，通過(guò)航天育種選育的水稻品種大概占我國(guó)航天技術(shù)育成品種總數(shù)量的近三分之一，例如福建省農(nóng)科院謝華安院士帶領(lǐng)的雜交水稻育種團(tuán)隊(duì)，通過(guò)航天誘變與雜種優(yōu)勢(shì)利用相結(jié)合，成功選育出“航1號(hào)”、“航2號(hào)”和“航86”等多個(gè)優(yōu)良新恢復(fù)系及14個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交水稻新品種，其中“特優(yōu)航1號(hào)”、“Ⅱ優(yōu)航1號(hào)”、“Ⅱ優(yōu)航2號(hào)”和“宜優(yōu)673”等被農(nóng)業(yè)部確認(rèn)為超級(jí)稻品種，均滿足了商業(yè)化育種的需求，成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

　　劉錄祥坦言：“我國(guó)航天育種的成效是很顯著的，既不要神話航天育種，也不要貶低航天育種?！庇腥苏f(shuō)航天育種隨機(jī)性大，這可能是航天育種最顯著的特點(diǎn)之一，但在劉錄祥看來(lái)，隨機(jī)性也意味著多樣性。

　　“育種家的工作就是把符合實(shí)際生產(chǎn)需求的變異挑出來(lái)。”劉錄祥說(shuō)，“不管是通過(guò)誘變獲得的變異還是通過(guò)現(xiàn)有品種雜交后獲得的變異，能把這些變異挑出來(lái)，穩(wěn)定傳遞下去，形成新個(gè)體并繁殖成一個(gè)新群體，這是育種家的工作?！?/p>

　　航天誘變、化學(xué)誘變、物理誘變等誘變育種是創(chuàng)造豐富多彩的變異資源的一種途徑，最終的品種還要靠育種家選育。“所有這些手段必須要與常規(guī)育種結(jié)合才能育出品種?！眲浵檎f(shuō)，“航天育種不是上天飛一圈就能出新品種的，歸根結(jié)底還是要與常規(guī)育種相結(jié)合。育種離不開篩選，篩選離不開變異，而變異又有多種多樣的來(lái)源，各種方法各有所長(zhǎng)。”