科技与农业紧密结合推进产业化——太空豆的快速繁殖

近年来,随着中国航天事业的快速发展,越来越多的植物种子随着神舟飞船的多次发射被带入太空,“太空育种”被越来越多的人所熟知。

太空育种又称太空诱变育种,又称“太空育种”。它是空间技术、生物技术和农业育种技术相结合的产物。在太空环境中,在高能粒子辐射、微重力、高真空、弱磁场等地面难以模拟的综合因素影响下,一些生物材料发生了在地球上无法获得的突变。种子随卫星返回后,通过地面筛选和分子检测,选出品质好、产量高、抗病性强的种子。这个过程通常需要四年,比传统育种方法节省一半时间。

利用空间技术进行作物育种可以加速新种质资源的产生和突破性优良品种的选育。航天育种的特点是突变频率高、突变范围大、有益突变多、稳定性强,因此可以培育出高产、优质、早熟、抗病的品种。航天育种是当今世界农业科技的前沿领域。自1987以来,我国已进行了20多次携带试验,成功培育出一系列高产优质的农作物新品种。目前已有9大类30多个新品系通过国家或省级审定,推广面积达数千万亩。

当各种太空果蔬、太空药材出现在人们面前时,太空豆也随之而来。与普通豆类相比,太空豆具有早熟、高产、口感好、营养丰富、抗逆性强等特点,还具有肉厚、面大、不筋、不柴、长途运输不变色、口感好、优质、高产、抗病等特点。此外,其他栽培的太空豆也有明显的生产优势:有的豆长可达1.2米,6颗豆重1公斤;有些早熟,产量高。地膜覆盖栽培45天即可采摘,产量比普通豆类高30%。

豆类本身含有丰富的蛋白质、各种氨基酸和维生素B、c,经常食用可以安神定志,调节消化系统,健脾胃,刺激食欲,消除胸膈胀满。可预防和治疗急性胃肠炎、呕吐和腹泻。具有止渴、健脾、补肾、止泻、益气生津的功效。

作为一种太空作物,太空豆在推广和发展中面临两个主要问题。一方面,有人担心其食用的安全性。事实上,与含有外源基因的转基因食品不同,太空飞行是对农作物固有基因的改变。太空种子在微重力、宇宙射线等诸多因素的作用下发生变异,本质上与生物界的自然变异没有区别。太空飞行带回来的种子,经过各种专业检测,没有发现增加任何放射性,即使直接食用也没有危险。更有甚者,种子并不返回地面直接食用,而主要作为科学实验的对象。经过一系列的研究,新品种在推广种植之前就已经育成,然后就可以上人们的餐桌了,完全不用担心。同时反过来,“太空作物”也是一个卖点,也会刺激人们的购买欲望。

另一方面,由于自行携带进入太空的种子较少,经过进一步的选种育苗,获得的优良品种的种源就更加稀少。如果采用传统的豆类育种方法,育种速度慢,后代容易出现新的不利变异。如果采用组织培养的方法,虽然可以保证优良性状的稳定,但其生产成本过高,不适合航天豆的大规模推广繁殖。

相比之下,在太空豆的大规模推广种植中,采用李昌孝研究员发明的植物非试管高效快速繁殖技术(TERNPC),无疑将加速太空豆的产业化进程。该技术只用一叶一芽,4-15天即可生根发芽,一年四季均可繁殖,大大加快了太空豆的繁殖速度。而且由于这项技术属于无性繁殖,可以避免后代优良品质的变异;与组培繁殖技术相比,该技术可直接在田间生产,操作简单,可节省大量建设时间和生产成本。