“十五”期間,由中國農業科學院航天育種中心牽頭的課題組利用航天技術先后育成并審定水稻、小麥新品種12個,其中“華航一號”、“特優航1號”、“Ⅱ優航1號”和“培雜泰豐”等4個水稻新品種通過國家審定,已完成或正在參加省級以上區域試驗稻麥新品系、新組合16個。航天新品種、新組合4年累計種植面積850萬畝,增產糧食3.4億公斤,創社會經濟效益5.0億元。
至此,我國科學工作者15次利用返回式衛星和神舟飛船搭載植物種子,經多年地面種植篩選,先后育成60多個農作物優異新種質、新品系并進入省級以上品種區域試驗,其中已通過國家或省級審定的新品種或新組合20個,處于世界領先水平。
國家“十五”“863”計劃“稻麥航天育種技術創新與新品種選育”課題組負責人、中國農科院航天育種中心主任劉錄祥研究員激動地說,航天育種技術是我國科學工作者獨創的高新技術,在經歷了多年的探索研究之后,已經在農作物新品種培育、特異新種質、新材料創制等方面發揮著越來越重要的作用。尤其是在“十五”期間,科技部在國家“863”項目計劃中首次將航天育種技術正式立項,給予了極大的支持,使得我國航天育種技術實現了跨越式發展。
目前已經利用航天誘變技術創造出特異種質材料26份,其中恢復力強、配合力高、米質較優的水稻恢復系新種質航1號、泰豐占和航恢七號,極早熟、抗病、強筋小麥新種質SP8581和SP0225等新材料已分別進入水稻和小麥常規育種及雜交稻育種計劃,并為全國多家育種單位所引進和利用,對促進稻麥育種起到了重要作用。
考慮到空間科學實驗機會的有限性,為了更加有效地發展航天育種技術,劉錄祥研究員領導的課題組經過多年探索,從粒子生物學、物理場生物學和重力生物學等不同角度研究了高能單粒子、混合粒子、零磁空間和微重力等航天環境各因素的生物誘變特性,開創了地面模擬航天環境誘變作物遺傳改良的新途徑、新方法,并已申報航天育種新技術發明專利3項。
我國作為目前世界上僅有的3個掌握返回式衛星技術的國家之一,在航天育種領域取得的一系列開創性的研究成果,受到世界著名的《自然》和《科學》雜志的專題報道,并首次在美國休斯敦舉辦的第三次世界空間大會參展,吸引了世界科學家的關注。劉錄祥表示,隨著國家航天育種工程項目的實施,具有我國自主知識產權的航天育種技術必將為我國農作物育種技術進步和農業發展做出更大貢獻。
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什么是航天育種
航天育種,亦稱太空育種。就是指利用返回式衛星等返回式航天器所能達到的空間環境對植物(種子)的誘變作用以產生有益變異,在地面選育新種質、新材料,培育新品種的植物育種新技術。航天育種方法在有效創造罕見突變基因資源和培育植物新品種方面已發揮出越來越重要的作用,并突顯出良好的產業發展優勢。
科學實驗證明,宇宙輻射和微重力等綜合環境因素對植物種子的生理和遺傳性狀具有強烈的影響作用,因而在過去的幾十年里一直受到國內外研究者的廣泛關注。雖然前蘇聯及美國的科學家早在20世紀60年代初就開始將植物種子搭載衛星送上天,并在返回地面的種子中發現了染色體畸變頻率有較大幅度的增加。但他們研究的目的主要是為載人航天服務,迄今為止,國外尚未見有利用航天技術培育農作物品種的研究報道。
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我國航天育種的成就
自1987年以來,在國家“863”計劃和重點攻關項目的資助下,我國科學工作者15次利用返回式衛星和神舟飛船搭載植物種子,經多年地面種植篩選,先后育成60多個農作物優異新種質、新品系并進入省級以上品種區域試驗,其中已通過國家或省級審定的新品種或新組合20個,包括水稻13個、小麥3個、番茄2個、青椒和芝麻各1個,并從中獲得了一些有可能對產量有突破性影響的罕見突變。2003年,國家發改委、財政部和國防科工委聯合批復了航天育種工程項目可行性研究報告。
2005年7月,國防科工委正式批準該工程項目的研制總要求報告,航天育種工程項目全面啟動。實施航天育種工程有利于在廣泛開展育種實踐的同時,充分加強航天育種應用基礎理論的探索和研究,使育種實踐和理論基礎很好地統一起來,促進航天育種學科的建立與發展。通過航天育種機理研究的原始創新和科學積累,可獲得一大批突破性的農業新品種和具有我國自主知識產權的航天育種技術。這對于繼續保持在該領域的國際先進性、創造性及航天育種產品開發方面的世界領先地位,推動航天育種高新技術產業發展具有極其重要的意義。(《人民日報》 2005年09月29日 第十四版 記者 蔣建科)