4月12日是世界航天日,該紀念日旨在慶祝人類空間時代的開始,同時重申空間科學和技術在實現可持續發展的目標,增加國家和人民福祉,并確保其實現以和平為目的的維護外層空間的愿望方面所作重要貢獻。
隨著我國航天技術的不斷突破,除了云南籍航天員桂海潮遨游太空外,不少來自云南的種子也飛天歸來,在云嶺大地上開出美麗的花,結出豐碩的果。
工作人員開艙取出神舟十二號載人飛船搭載物品 圖源:云南發布
今天,開屏新聞就帶大家一起聊聊云嶺那些“天選種子”。
“飛天”種子“后傳”
水稻、咖啡、馬鈴薯、滇蘭、咖啡、普洱茶、西南樺、思茅松、天麻、三七、彌勒“佛單9號”玉米、東川花椒種子……自1999年開始,云南多種作物種子搭乘神舟九號、神舟十號、天宮二號、神舟十一號、實踐十號等飛船、衛星遨游太空,歸來后落地生根。
如今,這些“天選種子”已在云嶺大地“開花結果”,助力云南農產品發展。
菌菇更大更香
更香、更肥美,個頭比成年人手還大,這樣的羊肚菌,你看了會不會嘴饞?
云南省太空生物科技發展促進會拍攝的羊肚菌(2024年11月25日攝)。
2016年,在云南省科技廳的支持下,中國科學院昆明植物研究所第一次將羊肚菌、松露等50克可食用野生菌菌種送入太空。菌種返回后,研究人員一直在對羊肚菌等珍稀食用菌進行良種選育及配套技術研究,最終,得到抗高溫、抗低溫、抗濕度、抗干旱和抗病蟲能力強,能更好適應高原地區氣候變化的菌種“農投1號”。
△“農投1號”羊肚菌 圖片據中國載人航天微信公號
作為航天育種的產物,“農投1號”羊肚菌2023年畝產量便能達到約480公斤,而普通品種畝產量只能達到150至200公斤。此外,“農投1號”個頭更大、香味更濃。
上過天的白參吃起來不韌不柴,肉質更脆。
除了羊肚菌,通過航天育種培育的白參口感也更好,吃起來不韌不柴,肉質更脆、孢子也比較少。而“上過天”的金針菇顏色更深、形狀更飽滿,也更容易開傘。“上天入地”后的平菇也有可喜的變化:“出菇快了五六天,香味也更濃了。”
上過太空的金針菇(右)顏色更深、形狀更飽滿。 資料圖
普洱茶香更足
2020年,兩餅大紅印普洱茶搭乘長征五號B運載火箭上天,完成了中國茶的太空之旅。2021年,中茶普洱茶6株“昆明干倉核心菌株”隨神舟十二號上天,并在中國空間站遨游了3個月。
中茶飛天菌株在茶倉微生物環境的調控方面有明顯效果
在對太空搭載大紅印普洱茶的關鍵品質成分、活性物質、香氣物質檢測后發現,太空搭載的大紅印與地面的大紅印對比,總黃酮醇比例升高5.2%,也就是抗氧化、抑菌、抗抑郁調節能力增強;果香、花香香氣組分增強了1倍以上,上過太空的大紅印調節血糖、降脂減肥的作用較為突出。
此外,“昆明干倉核心菌株”經太空誘變后,通過菌株基因組測序對比,發現黑曲霉、新黑曲霉發生較多位點突變,可以更高效地將茶多酚轉化成高含量茶褐素,琉球曲霉發生了可以讓湯色更加紅亮的突變。這些菌株的變化和對普洱茶品質的影響,是云南省重大科技項目《云南功能性航天茶飲研發與示范》中重要的研究內容,是云南普洱茶微生物研究領域邁出的創新一步。
變化肉眼可見
專家查看燈盞花植株生長情況(2024年12月17日攝)。新華社記者 陳欣波 攝
在昆明中藥材航天育種種質資源圃的溫室大棚里,隨神舟十二號“上過天”的燈盞花植株變化明顯。“葉片由細長形變成了匙形,不僅面積增大一倍,數量也明顯增加。”云南省農業科學院藥用植物研究所研究員楊斌說,“上天”后的變化意味著產量增加。
技術員記錄太空育種玫瑰花編號(2023年10月20日攝)。新華社記者 胡超 攝
而在云南省安寧市現代農業園區玫瑰種植示范園,來自“星星的玫瑰”植株大小、顏色等與普通玫瑰不同,給消費者帶來一種全新的視覺體驗。
太空育種助力東川花椒產業升級首批幼苗長勢喜人 圖片據都市時報
在云南省林業和草原科學院的試驗基地內,首批搭載神舟十六號完成太空育種的東川竹葉花椒種子,已成功培育出37株幼苗。經過154天太空輻射的“天選之種”幼苗葉片肥厚、莖稈粗壯,株高較普通品種增長42%,展現出顯著優勢。
太空育種之路
航天育種也叫太空育種,是讓種子搭乘返回式航天器進入太空,利用宇宙射線、微重力、高真空等特殊環境誘發種子基因變異。種子返回地面后,再選擇可遺傳的優良變異用于培育優質高產多抗植物新品種。
圖片據農民日報
云南省太空生物科技發展促進會會長楊琴媛此前接受采訪時曾透露,自2012年起,云南省太空生物科技發展促進會就開啟了云南的航天育種工作,促進會先后為云南選送了中藥材、花卉、核桃、蔬菜、乳酸菌、野生菌、咖啡、普洱茶等百余個品種的種子、枝條、菌種。在省科技廳的大力支持下,還選送了來自石林縣的人參果種子進行搭乘。
神舟十號上搭載的云南特色物種 圖源:云南發布
經過不懈的努力,云南的花卉、小粒咖啡、辣木等太空育種工作便取得了一定成果。以滇龍膽為例,從2013年6月神舟十號飛船搭載滇龍膽籽種(紫花5克、白花4克)開始,經過多年的組培、選育、擴繁、栽種試驗,歷時7年,終于篩選出了“滇龍膽航天1號”“滇龍膽航天2號”“滇龍膽航天3號”,獲得國家中藥材良種繁育基地認定,為云南生物醫藥大健康產業提供創新動能。
云南種子飛天大事記
公開資料顯示:1987年8月,我國第九顆返回式衛星首次搭載水稻、辣椒等種子,開啟了我國農作物種子的太空之旅。
1999年,云南種子搭乘神舟一號飛船遨游太空,填補云南省太空種子空白。2012年,云南開始系統推進航天育種工作。
下面,我們一起回顧下云嶺“天選種子”的太空之旅。
1999年
云南首批種子搭乘神舟一號飛船遨游太空。
2006年
大理市農業局選送的萵筍、大莢豌豆、辣椒、茄子種子搭載“實踐八號”航天育種衛星進入太空。
另外還有20克思茅松種子和10克西南樺種子,1000粒“云粳20號”種子、500粒“H559”種子和“實踐八號”一起飛上太空。
2008年
神舟七號發射,一批云南大葉種茶也被帶上了太空。
2011年
“天宮一號”搭載了4種瀕臨滅絕的植物種子,分別是普陀鵝耳櫪、珙桐、大樹杜鵑和望天樹。科學家希望利用太空的特殊環境,使其更適宜存活和繁衍。
2012年
神舟九號載人飛船搭載了云南小粒咖啡、思茅松、普洱茶、大樹杜鵑、紅豆杉古樹等種子。
2013年
神舟十號飛船搭載了中藥材滇龍膽籽。
2016年
相繼升空的“天宮二號”和“神舟十一號”上都搭載有云南物種,包括黑松露、黑牛肝、羊肚菌、奶漿菌、蜜環菌、云茸、燈盞花、烏天麻、核桃種子、核桃枝條、甜杏、孔雀草、鐵線蓮、生石花(多肉植物)、一串紅、紅花草莓、睡蓮科植物、蘭科植物等。
2020年
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,隨長征五號B運載火箭一起進入太空。
2021年
264份、共100克野生食用菌菌種,6株普洱茶“昆明干倉核心菌株”和來自大理的22株菌種搭乘神舟十二號載人飛船升空。
同年,隨神舟十三號載人飛船順利返回地球的還有來自云南的10種中藥材種子。包括云木香、鐵皮石斛、天麻、薏苡仁、滇龍膽、川貝母、仙茅、白芨、半夏等。
此外,云南省農業科學院藥用植物研究所選送的紫花滇龍膽種子隨神舟十三號飛船“遨游”太空,后成功在云縣基地發展種植。
2022年
彌勒市的“佛單9號”玉米種子隨神舟十五號載人飛船升上太空。
2024年
實踐十九號衛星順利回收,衛星搭載有云南20多個單位選送的共計7800克物品,覆蓋花卉、中藥材、野生菌、茶葉、咖啡等高原特色種子或產品。
(本組數據整理自公開報道,如有缺漏歡迎在稿件后方留言。)
如何成為“天選種子”
在了解云南太空育種的歷程后,我們再來說說如何成為“天選種子”。
種子的“太空旅行”是伴隨現代航天事業的發展而實現的。目前,世界上只有美國、俄羅斯、中國三個國家擁有返回式衛星技術。大家都知道,載人航天工程的載荷資源十分珍貴,自然對能進行太空“旅游”的種子挑選也格外嚴格。可以說,能夠被選上的,都是名副其實的“天選種子”。
云南錦科花卉工程研究中心里發芽的太空種子(2023年4月3日攝)。新華社記者 江文耀 攝
如何成為合格的“天選種子”?
首先,種子要經過純度、凈度、發芽率等標準嚴苛的篩選,只有果實飽滿、活力好且遺傳穩定性高的種子,才可能隨宇航員一同在太空“出差”。確保從太空返回地球之后可以正常發芽。
其次,只有被宇宙射線擊中且發生基因改變的種子返回地面后,才能夠進入下一輪考核。能順利完成基因突變的種子比例可能不到10%。在科學家看來,航天誘變和“開盲盒”有幾分相似。
緊接著,在太空中發生變異的植株,回到地面后經過嚴格篩選,以及數代的雜交、繁殖,才有可能得到優勢明顯、性狀穩定的突變體系。只有產量好、勢頭旺盛或具有抗性,例如不怕蟲子咬、不怕干旱的“強者”才能留下。這一過程需要數年之久,但是對于我國種業自主創新而言,意義重大。
最后,挑選出的種子需要到全國各地多個生態區進行繁殖,最終,只有通過了多年多個生態地點的測試,品種審定委員會才會頒發“轉正”證書。
從遨游太空到地面培育,從品種篩選到品質驗證,整個過程耗時4—6年。可見,一粒“天選種子”的“養成”之路可謂充滿艱辛。
太空食品的幾個誤區
“基因突變”“變異”“人工誘變”……不少人看到這些專用術語會覺得有些“恐怖”,進而對太空食品產生擔憂。太空食品安全嗎?都是“大塊頭”嗎?我們接著往下看。
1.太空食品安全嗎?
“太空食品絕對安全,人們盡可以放心食用。”國家航天育種工程首席科學家劉錄祥早前在接受媒體采訪時曾給出肯定的答案。“在自然界里,自然環境的變遷也會引起生物發生相應的突變,以適應新的環境。”劉錄祥說,“航天育種只是加快了生物的這種變異過程。”
有人擔心“宇宙粒子輻射”的安全性。劉錄祥說:“人們用高劑量的核輻照為面包、大米、方便面、脫水蔬菜等消毒,這些食品都可以直接食用,航天育種所接受的輻照強度僅為前者的百萬分之一,而且要經過數代的培育篩選后才開始食用,所以根本不用擔心。”
2.太空食品都是“綠色食品”?
“盡管太空環境無菌、無污染,但并非所有的太空食品都是綠色食品。”劉錄祥說。
太空食品是經過航天育種所培育出的。而綠色食品是指在無污染的條件下,施有機肥料,不用高毒性、高殘留農藥,在標準環境中培植加工的食品。
“太空種子在地面的培育階段一樣可能施化肥,所以,是不是綠色食品,還要看是否有相關部門頒發的‘綠色食品’標志。”
3.太空食品都是“大塊頭”
茄子像南瓜,南瓜磨盤大,豆角幾尺長……很多人誤以為太空食品都是“大塊頭”。
劉錄祥說:“種子搭載后產生的變異是各種各樣的。”以小麥種子為例,搭載后的植株有的高桿,有的矮桿,穗子有大有小,生育期有的提前,有的推后。
“至于選出什么樣的、淘汰什么樣的,主動權在我們自己手里。”劉錄祥舉例說,“太空五號”弱筋小麥適合做糕點,“太空六號”則是強筋小麥,適合做面條餃子。選擇標準不同,結果也不同。再比如,茄子皮對治療冠心病有幫助,科學家就專門挑選搭載后“變”小的茄子,這樣,單位產茄子皮的量就增多了。
統籌 陳潔
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責任編輯 易科彥
責任校對 何丹
主編 嚴云
終審 編委 陳潔
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