研究|跟随嫦娥五号上月球的华农水稻回家了,何时才会出成果呢?

南都讯 见习采访人员 孙小鹏 实习生 余文诗 通讯员 陈芃辰 12月28日 , “嫦娥五号”搭载华南农业大学水稻材料开展空间诱变育种实验媒体见面会在华农举行 。 华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心以重要粮食作物水稻为搭载材料 , 预期将获得一系列研究成果 , 如选育一批高产、优质、多抗、绿色的水稻新品种满足多元化产业需求 , 提升我国粮食安全水平 。 据透露 , 此次研究预计2年左右将会有第一批产品出现 , 系统地全面研究完毕将耗时5-10年 。
“利用珍贵的机会 , 培养一批很好的新品种”
国以农为本 , 农以种为先 。 种子是农业的芯片 , 一粒种子关系着中国人的饭碗 。 我国作为世界第二大种子大国 , 种业市场规模将近千亿 , 但种业自主创新水平与发达国家还有较大差距 , 突破种业卡脖子关键问题 , 对确保“米袋子”、“菜篮子”安全供给具有重要意义 。
近日 , 嫦娥五号顺利结束为期23天的太空之旅 , 返回地球 , 并带回1731克月球土壤样品 , 成功完成了中国首次月球采样返回任务 , 创造了中国航天史上的五个第一 。 在此次备受全球关注的揽月征程上 , 航天育种产业创新联盟获得了极其珍贵的空间诱变试验载荷资源 。 作为航天育种产业创新联盟的发起单位 , 华南农业大学提供的水稻材料搭乘嫦娥五号完成探月之旅 。
【研究|跟随嫦娥五号上月球的华农水稻回家了,何时才会出成果呢?】
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据了解 , 航天育种技术是航天工程与现代育种技术的创新结合 , 是我国科学家开创的重要科研领域 。 航天育种在提供原创、安全、有自主知识产权的育种材料和种质基因源 , 获得罕见的具有突破性的优异新种质 , 较快培育出优质高产抗病的新品种具有独特优势 。
会上 , 国家植物航天育种工程技术研究中心主任、华南农业大学教授陈志强表示 , 嫦娥五号返回使我国航天育种首次完成深空空间诱变试验的搭载 , 这是一个具有里程碑意义的事件 。 通过“嫦娥五号”搭载的种子 , 要进一步重视在研究过程中创造一大批原创性的科技成果 。 同时 , 这一次搭载的材料不能和之前搭载的材料持同等的研究态度 , 应该对这批材料进行全方位、全链条的研究 , 要从基础研究到应用研究的布局全部落实到位 。 这是因为在搭载过程中 , 水稻材料经历了范艾伦辐射带和太阳黑子爆发 , 对于研究而言是一次“很难得的机会” 。
“我们要利用珍贵的机会 , 创造、发现、挖掘一批很好的突变基因 , 创建一批很好的突变体 , 然后培养一批很好的新品种 , 服务国家的粮食安全 。 ”陈志强说道 。

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预计2-3年将会有第一批产品出现
国家植物航天育种工程技术研究中心副主任、华南农业大学教授郭涛现场介绍“嫦娥五号”航天育种搭载项目情况 。 他表示 , 变异是物种进化的基础 , 也是新品种选育的基础 , 而深空极端环境是诱发变异极为独特的因素 , 因为该环境具有高能带电离子及其诱发的次级辐射、连续变化的微重力条件、低或极低剂量的辐射效应等条件等 , 会给水稻品种带来一系列变化 。

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“以重要粮食作物和模式植物水稻为研究对象 , 开展深空环境诱变研究具有重要价值 。 ”郭涛表示 , 在此之前国家植物航天育种工程技术研究中心前期已开展多次空间搭载试验 。 通过过往的研究发现 , 空间环境的改变将会使DNA突变频率显著提高 , 品种的性状如产量、品质、环境适应性等得到改善 。 比如 , “华航31号”便是通过空间诱变得到的常规稻 , 其产量提高40% , 现在是广东省农业主导品种 。
这一次 , “嫦娥五号”搭载了40克、约2500粒华农提供的水稻种子 。 那么 , 利用嫦娥五号开展水稻空间诱变育种相关研究又有哪些优势呢?郭涛表示 , 深空更接近真实空间极端环境 , 预期将产生更强烈的遗传效应;月地往返有利于比较深空与近地轨道不同空间搭载后的生物学效应 , 同时是对前期近地轨道搭载、短时飞行所获得遗传数据的重要完善 。
空间诱变与转基因有什么不同呢?郭涛解释到 , 空间诱变本质为在无外界的因素下 , 水稻的基因本质发生改变;而转基因则通过人为手段 , 使基因片段发生改变 , 基因的片段有可能来源于不同的物种和品种 。 民众也无需对空间诱变的水稻产生怀疑 , 因为我国有完善的规章制度保障食品安全 , 能在市面流通的水稻产品都符合国家的食品安全要求 。

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据了解 , 国家植物航天育种工程技术研究中心以重要粮食作物水稻为搭载材料 , 预期将获得一系列研究成果 。 比如 , 深入了解模式生物响应深空环境的分子及遗传机制 , 为探索生命起源、物种进化和宇航生物安全提供理论支撑;获取一批具有重要价值的优良新基因 , 并形成完善的关键基因利用技术体系 , 服务于水稻品种选育;选育一批高产、优质、多抗、绿色的水稻新品种满足多元化产业需求 , 通过产学研合作推广应用 , 提升我国粮食安全水平 。
郭涛透露 , 最快能看到成果需要2-3年时间 , 预计2年左右将会有第一批产品出现 , 系统地全面研究完毕将耗时5-10年 。
华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心是我国航天育种领域重要的国家级科研创新平台 , 自1996年以来先后进行了24次植物空间诱变试验 , 并组织了国家863计划、国家重点研发计划等系列重大科研项目;利用空间诱变及现代生物学技术 , 已先后培育出57个水稻新品种通过各级品种审定 , 其中农业部认定超级稻品种4个 , 获得教育部优秀科研成果奖、全国农牧渔业丰收奖、广东省科技奖、广东省农业技术推广奖、广东省专利奖等省部级奖励9项 , 创造了显著的社会经济效益 。
摄影:冯宙锋

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