中藥材種子搭載太空實驗昨日返回

中藥材種子搭載太空實驗昨日返回

昨天上午，來自全國各地的１５家高新技術企業(yè)領回了隨中國第１８顆返回式科學實驗衛(wèi)星返回的１１６種太空種子。

在“交接儀式”展臺上，端端正正地擺放著６個紅色的盒子，盒子上系著紅綢帶，里面裝著經(jīng)過太空誘變后的各類種子。中國航天科技集團北京地區(qū)空間環(huán)境應用部的李金紅女士激動地說：“這批種子品種繁多，有棉花種、蔬菜種、花卉種、沙棘種，還有瀕臨滅絕的中藥材甘草種子。種子隨衛(wèi)星經(jīng)過了１８天的軌道運行?！睋?jù)介紹，這些種子都是企業(yè)自己篩選的，為了防止太空靜電，每包種子都要用錫紙包好。

中國醫(yī)藥集團是本次“航天育種工程”北京地區(qū)的合作企業(yè)，該集團韓培經(jīng)理說：“中藥材種子接受太空誘變育種實驗，這還是頭一次。因為野生甘草資源太少，人工育種又很難通過評審鑒定?！?/p>

中國航天科技集團公司有關專家透露，未來兩年我國將發(fā)射４顆返回式衛(wèi)星，航天育種工程的工作已全面展開。

選自：慧聰醫(yī)藥商務網(wǎng)

2022年上半年有什么重大科學成果

2022上半年國內(nèi)重大科技成果
1.人工智能MOML算法保障冬奧氣象預報
相比夏奧，冬奧會受天氣影響更大。在中國科學院院士、北京大學副校長、北京大學重慶大數(shù)據(jù)研究院首席科學家張平文領銜下，該院研究團隊參與了國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”重點專項項目“冬奧賽場定點氣象要素客觀預報技術研究及應用”課題研究，開發(fā)出人工智能MOML算法賦能天氣預報模型，使預報更精準。
據(jù)了解，MOML算法在溫度、濕度、風速、風向等天氣要素上已取得突破，不僅可以很好地輔助預報員，大幅減少預報員的工作量，相比常規(guī)方法來說，它將預報的準確性提高了10%以上。
2.“墨子號”實現(xiàn)1200公里地表量子態(tài)傳輸
2022年5月6日，中國科學技術大學潘建偉及其同事彭承志、陳宇翱、印娟等利用“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星首次實現(xiàn)了地球上相距1200公里兩個地面站之間的量子態(tài)遠程傳輸，向構建全球化量子信息處理和量子通信網(wǎng)絡邁出重要一步。相關研究成果日前在線發(fā)表在國際知名學術期刊《物理評論快報》上。
3.瞄準腫瘤治療前沿，質(zhì)子裝置國產(chǎn)化加速
2022年5月，首臺國產(chǎn)質(zhì)子治療示范裝置180度旋轉(zhuǎn)束治療室在上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院啟用，首批患者接受治療。
質(zhì)子治療是世界上最先進的腫瘤治療手段之一，有治療精準、副作用小、患者生活質(zhì)量高等優(yōu)點。
4.迄今構建規(guī)模最大的小鼠單神經(jīng)元全腦投射圖譜問世
在我國科學家努力下，迄今構建規(guī)模最大的小鼠單神經(jīng)元全腦投射圖譜問世。2022年3月31日，國際學術期刊《自然一神經(jīng)科學》以封面文章形式在線發(fā)表了相關研究論文。
據(jù)介紹，神經(jīng)元在大腦中的長程投射，如同交通網(wǎng)絡中的干線一樣，至關重要。這項最新研究，在國際上率先重構了小鼠大腦前額葉皮層6357個單神經(jīng)元的全腦投射圖譜，是此前國際上所有研究小鼠單神經(jīng)元全腦投射數(shù)量的兩倍以上。研究還揭示出前額葉皮層內(nèi)部聯(lián)接和外部投射的規(guī)律，提出前額葉皮層可能的工作模型。
5.神舟十三號搭載的作物種子順利出艙解密太空育種
2022年4月26日，神舟十三號載人飛船返回艙在京完成開艙。中國農(nóng)業(yè)大學等單位搭載的作物種子順利出艙。據(jù)了解，此次搭載神舟十三號返回的不僅有中藥材種子，還有水稻、食用菌、生菜等各類植物種子。它們來自不同地區(qū)、單位，有些側(cè)重于基礎研究，有些則側(cè)重于品種培育。
太空育種，也稱航天育種、航天誘變育種，是利用太空的特殊環(huán)境誘使植物種子發(fā)生基因變異，進而選育植物新品種、創(chuàng)造農(nóng)業(yè)育種材料、豐富基因資源，是一種將輻射、宇航、育種和遺傳等學科綜合起來的高新技術。與傳統(tǒng)育種技術相比，太空育種最大優(yōu)勢在于空間誘變材料的變異率高、育種周期短，可在相對較短時間內(nèi)創(chuàng)制出高產(chǎn)、早熟、抗病等性狀優(yōu)良的種質(zhì)資源。
6.我國創(chuàng)造大氣科學觀測世界紀錄
2022年5月15日凌晨1時許，“極目一號”Ⅲ型浮空艇從海拔4270米的中科院珠峰站附近發(fā)放場地升空，開啟第二次青藏科考“巔峰使命”珠峰科考的浮空艇觀測任務。
此次執(zhí)行觀測任務的“極目一號”Ⅲ型浮空艇，是我國自主研發(fā)的系留浮空器，長55米，高19米，體積9060立方米。主要用于觀測海拔9000米高空大氣組分垂直變化和傳輸過程，搭載了水汽穩(wěn)定同位素分析儀以及黑碳、粉塵、甲烷/二氧化碳和風溫濕壓觀測儀。獲得的青藏高原海拔9000米高空的大氣組分變化科學數(shù)據(jù)，可以研究、追蹤區(qū)域水循環(huán)，為揭示“亞洲水塔”水的來源提供關鍵科學數(shù)據(jù)和理論基礎，也可為全球變暖背景下青藏高原水一生態(tài)一人類活動鏈式變化應對策略的提出提供重要科學依據(jù)。
7.“探索二號”搭載“深海勇士”號探秘深海冷泉
2022年5月11日，“探索二號”科考船搭載著“深海勇士”號返航，圓滿完成2022年度深海原位科學實驗站第一航段任務——深海原位實驗室在南海冷泉區(qū)的海試任務。
在完成深海原位實驗室海試任務的同時，通過“深海勇士”號在南海冷泉區(qū)開展了冷泉流體滲漏的生態(tài)環(huán)境效應科考，獲取了海馬冷泉區(qū)及其東北方向的兩處新生冷泉活動區(qū)一批重要的流體、沉積物和生物樣本，并通過深海原位實驗室對其中的一處滲漏口進行了流體組分、微生物群落等的72小時原位觀測。冷泉系統(tǒng)是一種深海自然現(xiàn)象，由富含甲烷的流體滲漏至海底而形成。這次科考也對進一步揭開南海冷泉的神秘面紗提供了豐富的資料。
2021年國內(nèi)重大科技成果
1.異源四倍體野生稻快速馴化獲突破
中國科學院種子創(chuàng)新研究院／遺傳與發(fā)育生物學研究所李家洋院士團隊首次提出了異源四倍體野生稻快速從頭馴化的新策略，旨在最終培育出新型多倍體水稻作物，從而大幅提升糧食產(chǎn)量并增加作物環(huán)境變化適應性。本項研究為未來應對糧食危機提出了一種新的可行策略，開辟了全新的作物育種方向。
2.“祖沖之號”“九章二號”量子計算原型機研制成功
5月8日，中科大團隊制造的“祖沖之號”，打破了量子計算機最大量子比特數(shù)的世界紀錄。它以一個62比特的超導量子計算原型機，實現(xiàn)了可編程的二維量子行走。10月，它又升級到了“祖沖之二號”，可以操縱66個比特。
10月，中國科大、中科院上海微系統(tǒng)與信息技術所等構建了113個光子的“九章二號”，處理“高斯玻色取樣”速度比目前最快的超級計算機快1024倍，進一步提供了量子計算加速的實驗證據(jù)。
這兩臺計算機的問世，意味著我國量子計算機已進入2.0時代，我國在量子計算領域的優(yōu)越性再次增強（國外稱之為“量子霸權”），目前全球只有中美兩個國家實現(xiàn)了量子霸權。
3.我國首次火星探測任務天問一號著陸火星
2021年5月15日，我國首次火星探測任務天問一號探測器在火星烏托邦平原南部預選著陸區(qū)著陸，在火星上首次留下中國人的印跡，邁出了我國星際探測征程的重要一步。
6月11日，國家航天局舉行天問一號探測器著陸火星首批科學影像圖揭幕儀式，公布了由“祝融號”火星車拍攝的著陸點全景、火星地形地貌、“中國印跡”和“著巡合影”等影像圖，標志著我國首次火星探測任務取得圓滿成功。
在中國航天發(fā)展史上，天問一號任務實現(xiàn)了6個首次，一是首次實現(xiàn)地火轉(zhuǎn)移軌道探測器發(fā)射；二是首次實現(xiàn)行星際飛行；三是首次實現(xiàn)地外行星軟著陸；四是首次實現(xiàn)地外行星表面巡視探測；五是首次實現(xiàn)4億公里距離的測控通信；六是首次獲取第一手的火星科學數(shù)據(jù)。
天問一號探測器由環(huán)繞器、著陸器和巡視器組成。其三大目標是環(huán)繞、著陸和巡視。
4.“拉索”發(fā)現(xiàn)迄今最高能量光子
2021年5月17日，《自然》發(fā)表的一項最新成果，改變了人們對銀河系的傳統(tǒng)認知：位于四川稻城的高海拔宇宙線觀測站“拉索”（LHAASO）在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)2個能量超過1拍電子伏特（PeV，1000萬億電子伏特）的光子，這2個超高能光子分別來自天鵝座和蟹狀星云，其中1個光子能量高達1.4PeV。
“這是人類迄今觀測到的最高能量光子，突破了人類對銀河系粒子加速的傳統(tǒng)認知，開啟了超高能伽馬天文學的時代?！敝锌圃焊吣芩芯繂T、“拉索”首席科學家曹臻說。
7月9日，《科學》報道“拉索”精確測量了高能天文學標準燭光的亮度。科學家們確認，這個標準燭光就是由宋朝記錄的“天關客星”經(jīng)千年演化形成的著名天體——蟹狀星云。“拉索”測量了標準燭光在2400倍的能量范圍內(nèi)的亮度，尤其是在能量最高的超高能伽馬波段測定了新標準。
5.神舟兩次成功發(fā)射中國人長期駐守太空
2021年6月17日，神舟十二號載人航天飛船成功發(fā)射，并與天和核心艙成功完成對接。9月17日三位宇航員（聶海勝、劉伯明、湯洪波）回到地球。神舟十二號是空間站關鍵技術驗證階段第四次飛行任務，也是空間站階段首次載人飛行任務。
2021年10月16日，神舟十三號將另外三名航天員（翟志剛、王亞平、葉光富）送上太空，他們要駐留半年，這也是空間站航天員乘組一般的駐留周期。這意味著，中國的載人航天邁過試驗階段，實現(xiàn)太空往返常態(tài)化。中國的空間站即將成為人類探索宇宙的主力陣地。神舟十三號是中國空間站關鍵技術驗證階段第六次飛行。
6.金沙江白鶴灘水電站投產(chǎn)發(fā)電
2021年6月28日，世界第二大水電站——白鶴灘水電站，首批機組正式投產(chǎn)發(fā)電。白鶴灘水電站位于云南和四川交界的金沙江干流上，是當今世界在建的規(guī)模最大、難度最高的水電工程。它的最大壩高289米，排名世界第三；總裝機容量達1600萬千瓦，僅次于三峽水電站。
主席為此致賀信指出：“白鶴灘水電站是實施西電東送的國家重大工程，是當今世界在建規(guī)模最大、技術難度最高的水電工程。全球單機容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機組，實現(xiàn)了我國高端裝備制造的重大突破?！?br>7.首次實現(xiàn)淀粉全人工合成
中科院天津工業(yè)生物技術研究所研究人員提出了一種顛覆性的淀粉制備方法，不依賴植物光合作用，以二氧化碳、電解產(chǎn)生的氫氣為原料，成功生產(chǎn)出淀粉，國際上首次在實驗室實現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成，使淀粉生產(chǎn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為可能，取得原創(chuàng)性突破。相關研究成果9月24日在線發(fā)表于《科學》雜志。
這一合成生物學領域重大原創(chuàng)突破，有望對糧食生產(chǎn)產(chǎn)生革命性影響，對生物制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有里程碑意義。
8.凱勒幾何兩大核心猜想被證明
2021年11月初，媒體報道，《美國數(shù)學會雜志》發(fā)表了中國科學技術大學幾何物理中心創(chuàng)始主任陳秀雄教授與合作者程經(jīng)睿在偏微分方程和復幾何領域取得的“里程碑式結(jié)果”。
他們解出了一個四階完全非線性橢圓方程，成功證明了“強制性猜想”和“測地穩(wěn)定性猜想”這兩個國際數(shù)學界60多年懸而未決的核心猜想，解決了若干有關凱勒流形上常標量曲率度量和卡拉比極值度量的著名問題。
9.我國首個抗新冠病毒特效藥獲批上市
12月8日，國家藥品監(jiān)督管理局宣布，應急批準騰盛華創(chuàng)醫(yī)藥技術公司的新冠病毒中和抗體聯(lián)合治療藥物安巴韋單抗注射液及羅米司韋單抗注射液注冊申請。這是我國首個獲批的自主知識產(chǎn)權新冠病毒中和抗體聯(lián)合治療藥物。
此獲批標志著中國擁有了首個全自主研發(fā)并經(jīng)過嚴格隨機、雙盲、安慰劑對照研究證明有效的抗新冠病毒特效藥。
10.“嫦娥五號”樣品重要研究成果先后出爐
2021年10月19日，中國科學院發(fā)布“嫦娥五號”月球科研樣品最新研究成果?？蒲腥藛T利用超高空間分辨率鈾—鉛（U-Pb）定年技術，對“嫦娥五號”月球樣品玄武巖巖屑中50余顆富鈾礦物進行分析，確定玄武巖形成年齡為20.30±0.04億年，表明月球在20億年前仍存在巖漿活動，比以往月球樣品限定的巖漿活動時間長了約8億年。

把種子送上太空再運下來種，種出來的東西比較大，到底是怎么回事？

對于種子來說，在太空接受了微重力、高輻射的影響，所以回地球后會發(fā)生一定的改變。

宇宙中大劑量的電離輻射使得種子遺傳變異，有幾率形成高產(chǎn)的品種，如果形成了好的變異，遺傳育種專家會經(jīng)過篩選，挑出好的品種，并培養(yǎng)成品系，用于大規(guī)模種植。

因為太空沒有大氣的保護存在著各種各樣的輻射，這些輻射使得種子的基因發(fā)生基因突變，但是基因突變并不能定向，也就是說不一定接出的果實就會特別大，可能特別小，可能是畸形，甚至可能無法接出果實，有的甚至發(fā)芽生長都不能了，只是因為帶到太空的種子數(shù)量很多，肯定會有向好的方向突變的，科學家當然會選出好的而丟棄壞的。

所以我們看到的太空果實其實是突變的幸運兒．其實自然界的進化就是這樣發(fā)生的，由于基因比較穩(wěn)定，所以發(fā)生突變的幾率很小，而且只有發(fā)生突變后更適合環(huán)境的個體才能生存下來，這就是自然進化為什么這樣緩慢的原因．上太空的作用就是加大了突變發(fā)生的幾率，突變多了自然會有人們想要的．

太空種子是精選的作物種子通過航天飛行器搭載到太空，在空間特殊環(huán)境下使種子發(fā)生變化。然后再到地面進行優(yōu)選的育種手段。太空種子是由中國航天工業(yè)總公司航天育種中心和中國農(nóng)科院、中科院合作的項目。 選擇大田作物、蔬菜、花卉、中藥材等優(yōu)良種子，搭載到我國返回式衛(wèi)星飛行5-7天后返回陸地，在空間環(huán)境下（如失重、真空、紫外線、磁場等）使種子發(fā)生變化，再到地面，栽培試驗4-5年選種形成太空種子。比較成熟的為蔬菜種子甜椒、尖椒、西紅柿、南瓜、西瓜、油菜等。

經(jīng)過 太空育種 的植物,品質(zhì)有了哪些改變?

科學家認為，太空育種主要是通過強輻射，微重力和高真空等太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)植物種子的基因變異。由于億萬年來地球植物的形態(tài)、生理和進化始終深受地球重力的影響，一旦進入失重狀態(tài)，同時受到其他物理輻射的作用，將更有可能產(chǎn)生在地面上難以獲得的基因變異。綜合太空輻射、微重力和高真空等因素的太空環(huán)境對植物種子的生理和遺傳性狀具有強烈影響，但是究
竟主要是哪些因素產(chǎn)生影響，以及如何產(chǎn)生影響，至今還沒有定論。 經(jīng)歷過太空遨游的農(nóng)作物種子，返回地面種植后，不僅植株明顯增高增粗，果型增大，產(chǎn)量比原來普遍增長而且品質(zhì)也大為提高。 太空環(huán)境對植物基因產(chǎn)生影響已經(jīng)得到各國科學家的證實。但是對太空育種原理的解釋仍在爭論之中。
編輯本段什么是太空育種?
太空育種：也稱空間誘變育種，就是將農(nóng)作物種子或試管種苗送到太空，利用太空特殊的、地面無法模擬的環(huán)境(高真空，宇宙高能離子輻射，宇宙磁場、高潔凈)的誘變作用，使種子產(chǎn)生變異，再返回地面選育新種子、新材料，培育新品種的作物育種新技術。太空育種具有有太空育種
益的變異多、變幅大、穩(wěn)定快，以及高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟、抗病力強等特點。其變異率較普通誘變育種高3-4倍，育種周期較雜交育種縮短約1倍，由8年左右縮短至4年左右。 目前，世界上只有美國、俄羅斯、中國成功地進行了衛(wèi)星搭載太空育種。我國是1987年開始將蔬菜等搭載上天的。 太空育種是集航天技術、生物技術和農(nóng)業(yè)育種技術于一體的農(nóng)業(yè)育種新途徑。是當今世界農(nóng)業(yè)領域中最尖端的科學技術課題之一，通過已進行的太空農(nóng)業(yè)試驗，植物、動物等生物體的許多特性奧秘被揭示。目前，世界上只有美國、俄羅斯、中國三個國家擁有返回式衛(wèi)星技術。在這方面，中國走在世界前列。
編輯本段總體概況
2002年6月，美國威斯康星大學空間實驗室開始開展空間誘變工作。把玫瑰帶上天，目的是獲得玫瑰油含量高的玫瑰突變體；同時還有大豆，主要是為了獲得優(yōu)良的大豆性狀。俄羅斯曾把做圣誕樹的青桿或白桿(松科冷杉亞科云杉屬植物)帶上天，現(xiàn)在西伯利亞和哈薩克斯坦地區(qū)大面積種植，從太空回來的圣誕樹長得非常高大。美國曾放棄空間誘變工作，現(xiàn)在正在加緊研究。 利用太空環(huán)境研究植物生長發(fā)育和遺傳變異的工作始于20世紀60年代。我國的太空育種始于1987年，最初只是想了解種子經(jīng)過太空搭載會發(fā)生什么變化。我國自1987年8月5日第1次利用返回式衛(wèi)星搭載植物種子以來，已成功進行了10余次太空育種試驗。先后共有70多種植物的l 000多個品種的種子進行了太空育種試驗，共吸引全國23個省(市)的70多個單位參與種子搭載試驗。通過太空育種，水稻出現(xiàn)了大穗、大粒、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)新品系，如經(jīng)太空誘變育種培育出的航育1號水稻新品種株高降低14 em，生長期縮短13 d，增產(chǎn)5％～10％；水稻新品種華航一號穗大、粒多、結(jié)實率高，可增產(chǎn)10％，產(chǎn)量達7 500 kg／hm2。此外，通過太空育種還獲得了許多矮稈、豐產(chǎn)、早熟的小麥新品系，其產(chǎn)量較一般品種高10％～15％；在青椒育種方面，通過太空育種培育出l批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病的新品系，如8-2青椒的單果重>250g，產(chǎn)量751300kg/hm2，維生素C含量增加20％。 據(jù)不完全統(tǒng)計，迄今為止，中國已經(jīng)有22個省(市)參與了航天育種工作，通過國家審定的品種已經(jīng)有38個，80多個品種在大面積推廣。以前太空育種多集中于水稻、小麥及蔬菜，而現(xiàn)今已經(jīng)延伸至林業(yè)中的用材林木、城市森林景觀的園林植物、還有當今被稱為能源植物的油料植物，其中部分品種已經(jīng)大面積推廣，特別是在廣西、福建、甘肅都有大面積種植。1994年和1996年四川農(nóng)業(yè)大學玉米研究所率先在國內(nèi)開展玉米空間誘變育種研究，從中獲得1份具有矮化作用的由隱性單基因控制的細胞核雄性不育新材料，為遺傳學研究和育種利用提供了寶貴資源。該不育材料的雄穗不發(fā)達，分枝少，分枝頂端有退化跡象，不育株無任何花藥外露。不育花藥瘦癟、細小，只有可育花藥的1／3大小。擠壓不育花藥使其破裂，沒有花粉散出，敗育徹底，育性表現(xiàn)穩(wěn)定，不受光照和溫度等環(huán)境條件影響，是1個“無花粉型”的雄性不育。生物在太空環(huán)境中性狀發(fā)生改變的主要原因是，太空環(huán)境因素引起染色體損傷，導致生物體對受損部位進行修復，在大量修復過程中造成修復出錯，使染色體DNA結(jié)構發(fā)生改變而造成表達性狀的變異。
編輯本段研究領域
早在20世紀80年代，林木遺傳育種界就接到航天部門的征詢，是否有林木種子送上天。出于試驗周期長和輻射難以改變數(shù)量性質(zhì)等認識，此事并沒有得到響應。如今，專家逐漸開始關注林木種子上天一事，是因為種種原因發(fā)生這樣2個變化：①林木遺傳育種目標改變。由過去單一的追求林木生長量轉(zhuǎn)變?yōu)樽非蠖喾N經(jīng)濟效益和適應性；②對太空的認識也發(fā)生了變化。 學術界意識到太空有許多輻射是人類試驗難以模擬的。因此，專家們越來越期待通過林木種子上天，來改變林木種子的質(zhì)量性狀，如色彩和粒性等由單基因控制的性狀，以期在林木遺傳育種領域?qū)で笮碌耐黄?。這是時代發(fā)展的結(jié)果，也是林木遺傳科學發(fā)展的結(jié)果。 早在20世紀50年代，林業(yè)界就開始了人工誘變的研究。對毛白楊進行人lT輻射誘變后，葉子出現(xiàn)了缺刻現(xiàn)象，葉面無毛，但生長沒有變化。林木生長周期長，十幾年甚至幾十年才半個輪伐期，輻射后產(chǎn)生的影響很難在短期內(nèi)得到證實。但在從事其他科研的同時，應選擇適當?shù)牧帜痉N子和植物材料送上天，經(jīng)過太空輻射后對其效果進行研究應該是有理論價值和實踐意義的。小粒的種子及花粉送上天是現(xiàn)實舉措。為了試驗方便，最好是不同樹種的花粉、不同大小的種子一起上天，以便進行對比研究。盡管目前難以說清林木種子上天的問題，但對其前景充滿信心和期待。
編輯本段基因變異原理
太空育種的安全性
太空食品和普通食品沒有什么區(qū)別，是很安全的食品。關于太空食品安全性的問題，專家普遍認為，太空育種并沒有將外源基因?qū)胱魑镏惺怪a(chǎn)生變異。作為誘變育種技術，太空育種可使作物本身的染色體產(chǎn)生缺失、重復、易位、倒置等基因突變。這種變異和自然界植物的自然變異一樣，只是時間和頻率有所改變。太空育種本質(zhì)上只是加速了生物界需要幾百年甚至上千年才能產(chǎn)生的自然變異。太空中宇宙射線的輻射較強，這是植物發(fā)生基因變異的重要條件。目前，人工輻射育種中的輻射劑量只是國際食品安全輻射量的幾十分之一，而太空中的輻射劑量還不到輻射育種輻射劑量的百分之一。宇宙射線引起的基因變異經(jīng)常會讓人想到轉(zhuǎn)基因食品。轉(zhuǎn)基因作物是將外源基因?qū)胫参矬w內(nèi)而培育出的新品種，如轉(zhuǎn)基因大豆是將非大豆植物甚至動物、微生物的基因?qū)攵a(chǎn)生的變異。而太空育種則是讓作物的種子自身發(fā)生變異，沒有外源基因的導入。我國頒布的有關轉(zhuǎn)基因安全管理規(guī)定中特別排除了對自身通過突變產(chǎn)生的新物種的管理，這也說明太空育種是非常安全的，不用擔心其產(chǎn)品的安全性。太空食品是按照人類需要選擇出來的，不是轉(zhuǎn)基因食品。至于污染，則是栽培方法和使用農(nóng)藥、化肥的問題。
太空育種的應用實例
太空育種已得到一定程度的應用。太空椒的果實比在陸地上培育的果實要大得多，口味、重量和外形發(fā)生了變化。太空黃瓜航遺一號早已通過了國家品種審定，最大單果重1 800 g，長52 cm，Vc含量提高了30％，可溶性固形物含量提高了20％左右，鐵含量提高了40％。說明太空誘變可以獲得高營養(yǎng)成分、口感好的突變體。太空菜葫蘆長達75 CITI，平均單果重4 kg左右，最大單果重8 kg，含有可治糖尿病苦瓜素。太空番茄平均單果重在350 g左右，最大單果重375 g，產(chǎn)量75 000 kg/hm2左右。此外，太空搭載的長形茄子，單果重達350 g，口感非常鮮嫩。太空甜椒872可溶性固形物含量提高了20％，在太空甜椒中獲得了1個黃色后代和1個紅色后代，可以獲得太空五彩椒系列，而不同于以往五彩椒通過太空誘變獲得的黃色甜椒和紅色甜椒。雖然太空育種前景誘人，但目前這項事業(yè)的產(chǎn)業(yè)化還不盡如人意，許多成果還停留在中試階段和小規(guī)模生產(chǎn)階段。據(jù)統(tǒng)計，以應用太空育種最多的水稻為例，最好的品種也只推廣了20萬hm2，這和雜交水稻推廣上千萬hme的規(guī)模有天壤之別。 應當看到，太空育種是1個全新的交叉學科，涉及諸多領域，如航天技術、輻射技術、生物技術等，其本身還不是十分成熟和完善。太空搭載畢竟很少，主要是水稻和小麥。因為我國是1個農(nóng)業(yè)大國，太空育種技術受到重視，我國在太空技術方面雖然不是第1位的，但是在太空農(nóng)業(yè)育種方面應該是第1位的。常規(guī)育種中的雜交技術一般需要8 a才可以獲得新品種，太空育種可以縮短一半時間，太空搭載回來以后，在地面上必須要進行不少于4代的培養(yǎng)。太空育種是1個很好的能夠縮短育種周期的方法。
編輯本段影響因素
種子純度
目前在國內(nèi)外，種子搭載之前首先要進行種子的純度檢測，保證種子的純度。搭載回來以后要進行地面第1次試種，出苗時形態(tài)性狀，如株高、長勢等肯定會表現(xiàn)很多性狀分離，要對每1株進行檢測。選擇有良好變異的單株進行第2代種植，仍然出現(xiàn)非常大的性狀分離，把性狀不好的全部淘汰掉，把好的突變體后代再進行第3代種植。第3代種植后，把最好性狀的種子搜集起來種植第4代，一般第4代很穩(wěn)定，即獲得了1個穩(wěn)定的新品種。
生長環(huán)境
要特別注意種子生長過程中的生長環(huán)境問題，很多品種表現(xiàn)型上的退化不是真正的品種退化，而是因為周圍授粉環(huán)境不好。比如太空椒，旁邊種的不是太空椒的花粉傳過來，其后代又有可能返回原始性狀。因此，要保持太空椒的優(yōu)良性狀，關鍵是要為其創(chuàng)造良好的繁殖環(huán)境。
太空停留時間
對于在太空停留時間對太空育種結(jié)果的影響這一課題，華南農(nóng)業(yè)大學做過以下試驗：把種子按照順序排在核激板上，等種子回來之后，從核激板上可以探測出種子經(jīng)過高能離子輻射的次數(shù)。由于太空育種的精確度上難以控制，帶有一定的盲目性，因而種子被高能離子擊中的次數(shù)并不是越多越好，在太空中停留時間并不是越長越好。只要高能離子能夠準確擊中種子的DNA鏈條，并且是向著人類需要的方向組合就可以。太空育種結(jié)果與在太空停留時間沒有太大關系。俄羅斯將在和平號空間站搭載6 a的番茄種子贈送給我國，其后代表現(xiàn)并不優(yōu)于我國航天器搭載20多天的結(jié)果。這正是由于太空有許多輻射條件是人類試驗難以模擬的，人為控制太空受輻射的強度或劑量目前是不可能的。畢竟高能離子的輻射是隨機的。太空育種必須要配合田問觀察和選擇等常規(guī)育種手段，這是不可分割的，同時還要采用分子檢測手段。
編輯本段研究進展
據(jù)統(tǒng)計，一般種子太空中突變率僅在0.05%———0.5%之間，一點變化都沒有的種子有很多。 原中國科學院遺傳所研究員，被稱為“中國空間育種第一人”的蔣興村告訴記者，太空育種主要是通過強輻射，微重力和真空等太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)植物種子的基因變異。由于億萬年來植物的形態(tài)、生理和進化始終受地球環(huán)境的影響，因此一旦進入太空將有可能產(chǎn)生地面上難以獲得的基因變異。從衛(wèi)星搭載回的物品中精選出優(yōu)質(zhì)的品種，植物的果實大小、營養(yǎng)物質(zhì)的含量以及抗病蟲害等方面均有顯著改善。 植物的種子只要送上太空就能產(chǎn)生突變？種出的蔬菜瓜果就能增產(chǎn)嗎？現(xiàn)在對于太空育種的宣傳，往往讓人對太空育種的神奇充滿向往。大連海事大學環(huán)境系統(tǒng)生物研究所所長孫野青教授說，不是說只要種子上過太空，就一定會發(fā)生突變。并且不同品種其突變率也有很大差別。經(jīng)過統(tǒng)計，一般種子突變率是在0.05%———0.5%之間，一點變化都沒有的種子有很多。在所發(fā)生的突變中，也并非全都是抗病能力增強、高產(chǎn)和早熟等有益變異，甚至從總體上來看，減產(chǎn)、抗病能力減弱等不利于生產(chǎn)的劣性突變表現(xiàn)得更多，因為太空畢竟是一種特殊的極端環(huán)境。 實際上，種子所謂“好”與“壞”的突變都是人為選擇的，突變本身是無所謂優(yōu)劣，做基礎研究時，很多“劣性突變”更有利于進行研究種子對宇宙空間環(huán)境的敏感性，以及種子在基因修復機制上的研究。
編輯本段太空育種成果
自1987年以來，我國利用返回式衛(wèi)星和神舟飛船，先后進行了10多次搭載，有1000多個品種的種子和生物材料上天。 由于植物種子體積小，攜帶方便，在選育新品種方面具有較大的選擇空間。已進行搭載的有糧食作物類：小麥、水稻、大豆、玉米、綠豆、豌豆、高粱等；蔬菜類：西紅柿、辣椒、黃瓜、甜菜、茄子、蘿卜等；經(jīng)濟作物有棉花、煙草等；花卉有萬壽菊、雞冠花、三色槿、龍葵、荷花、百合等；中草藥材有黃芪、甘草；樹木種子有油松、白皮松及石刁柏，還有草坪種子。 通過太空育種，培育出了一批新的突變類型和具有優(yōu)良性狀的新品種。例如水稻種子經(jīng)衛(wèi)星搭載，獲得了植株高、分孽力強、穗型大籽粒飽滿和生育期短的性狀變異。增產(chǎn)20%，單季畝產(chǎn)400--600千克，最高達750千克。蛋白質(zhì)含量增加8%--20%，氨基酸總含量提高53%。 太空小麥培育出矮桿、早熟、抗倒伏、抗病害、蛋白質(zhì)含量高的豐產(chǎn)類型。 太空青椒枝葉粗壯，果大肉厚，免疫力強。單果重350--600克，單季畝產(chǎn)3500--4000千克，最高可達5000千克，比普通青椒增產(chǎn)20%--30%，經(jīng)中科院遺傳研究所檢測分析，太空青椒所含維生素C提高20%，可溶性固形物提高25%，病情指數(shù)減輕55%。 太空黃瓜，藤壯瓜多，瓜體奇大，單果重850-1100克，抗病力強。特別是雌花開得多，是地面瓜秧的1.5倍。雖然它的皮厚了點，但瓜肉非常清涼爽口、汁多肉嫩。 太空番茄長勢尤為喜人，株高莖粗，果穗增多，比常規(guī)番茄增產(chǎn)15%以上，最高可增產(chǎn)23.3%。黑龍江農(nóng)科院園藝所選育的“宇番一號”，在全國推廣種植面積已超過100萬畝。 “太空櫻桃番茄”，含糖量高達13%，與柑桔含糖量相當，口感鮮甜，可當水果食用。 太空西瓜的顯著特點是含糖量達13%以上，可溶性固形物增多，纖維少，個頭大，吃起來沙甜可口。 太空玉米能結(jié)出6-7個“棒子”，可長出5種顏色，而且味道也比普通玉米好。 太空搭載的雞冠花、麥稈菊、蜀葵、矮牽牛等，都表現(xiàn)出開花多、花色變異、花期長等特點。尤其是粉色的矮牽牛，花朵中出現(xiàn)了紅白相間的條紋。更令人驚奇的是萬壽菊的花期竟延長到6個月以上。 游過太空的大蒜能長到近半斤重，太空蘿卜的幼苗讓害蟲敬而遠之，本來無法雜交的秈稻和粳稻自從周游過太空后也能雜交了。 太空育種的效益和成果吸引了美國、俄羅斯，保加利亞、菲律賓等國家，都希望與我國合作。上天“修煉”回到“塵世”的太空種子，具有十分廣闊的市場，必將灑播廣袤的大地，生產(chǎn)出更多更好的太空食品，給人類帶來無限的福音！
編輯本段太空植物敢吃嗎?
地面上普通的青椒、番茄、黃瓜，上天轉(zhuǎn)一遭回來，就搖身一變換了模樣。很多人都有些不放心，這些東西敢吃嗎？經(jīng)科學家檢測分析，可以非常負責地告訴大家：經(jīng)過太空育種的水稻依然是水稻，青椒依然是青椒，并無外來生物基因?qū)肱c整合，物種沒有發(fā)生本質(zhì)的變化。這就比如DNA的基因排列是“1、2、3、4”，經(jīng)太空育種后的基因排列是“1、3、4、2”，只是排序發(fā)生變化。而轉(zhuǎn)基因植物里則有“5”進來，所以就出現(xiàn)了"土豆吃出牛肉味"，"豬肉吃出菠菜味"之說?？梢?，太空育種與轉(zhuǎn)基因有著根本的區(qū)別。 明白了這個道理，當你看到經(jīng)太空遨游后的黃瓜像胳膊一樣粗，茄子如籃球一般大時，大可不必過于擔心，完全可以放心食用。 美國曾對哥倫比亞號航天飛機搭載的番茄種子及果實進行化驗分析，結(jié)論是：“無毒，可以食用?！甭?lián)合國的國際糧農(nóng)組織、國際衛(wèi)生組織、國際原子能機構已經(jīng)聯(lián)合認定：太空種子是安全種子，太空種子培育出的農(nóng)作物是健康食品。
編輯本段太空育種的意義
人類的生存、生產(chǎn)活動隨著科學技術和國民經(jīng)濟的發(fā)展從最初的陸地、海洋、大氣層進入地球軌道空間和外層空間，并且開始適應、研究、認識、利用和開發(fā)太空環(huán)境，這是人類文明史上的一次偉大飛躍。 太空環(huán)境蘊藏著極其豐富和多種多樣的資源。太空育種這一選育良種新手段，具有不可低估的經(jīng)濟效益和社會效益。太空育種也是利用太空資源的一次成功的嘗試。 先進的航天技術為快速培育優(yōu)良品種及特異種質(zhì)資源開辟了一條新途徑，為人類進入太空農(nóng)業(yè)時代展示了美好前景。太空蔬菜培育的二代、三代已經(jīng)表現(xiàn)出高產(chǎn)、抗病、維生素含量很高等特性；太空花卉普遍在花期、花型、株型、顏色等方面發(fā)生了變化。有的花期變長，有的縮短，原來紫色的花，能成為白色、紅色。 人類是要利用這些新品種帶來的特殊價值。一般來講，各地搭載的種子都是選擇當?shù)卦鲋敌б娓?、有當?shù)靥厣?，并可以大面積種植的品種。獲得優(yōu)良品種后，達到產(chǎn)業(yè)化就會對當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)經(jīng)濟有直接而顯著的促進作用。 比如中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所在北京培育的紫花苜蓿、沙米、紅豆草、冰草匍匐，四種草有這樣的特點：特能抗寒抗旱。尤其是紫花苜蓿還有較高的蛋白質(zhì)含量，能像韭菜一樣，一茬一茬地割，與未經(jīng)搭載的對照株相比，它的存活期變長了，而且不易枯萎。據(jù)介紹，專家們將繼續(xù)對呈現(xiàn)變異特征的太空"草民"進行篩選和接種，一旦它們的變異特征穩(wěn)定下來，將被大面積種植在我國西部地區(qū)及北京周邊，用來防止草地荒漠化，堵截沙塵暴。 優(yōu)質(zhì)的品種就有可觀的市場價格，據(jù)悉美國的太空番茄比優(yōu)質(zhì)蘋果還貴。 太空育種可以縮短育種周期。據(jù)專家介紹，正常的農(nóng)業(yè)育種一般需要8年時間，太空育種可以縮短一半的時間。但從太空搭載回來以后，在地面必須要種植四代，才可以選育出性能穩(wěn)定的品種。
編輯本段發(fā)展前景
對于太空育種未來發(fā)展前景，應重點選擇用于西部開發(fā)的生態(tài)恢復的植物。因為支援西北地區(qū)，要有大量飼草、固沙的草本植物和灌木、抗寒和抗旱的樹種，同時還要搭載能源植物和中草藥。蔬菜要選擇精品蔬菜種子搭載。花卉主要是搭載試管苗和高附加值的花卉。林木方面，神舟4號飛船搭載了美國紅櫨、楊樹和紅豆杉3種經(jīng)濟樹種，今后我國還應繼續(xù)搭載林木樹種，同時還應從俄羅斯引進經(jīng)過和平號空間站搭載的樹種。 種子產(chǎn)生突變后的效果主要和在太空中接受輻射的劑量多少、時間長短和所處的位置有關，和本身是什么種子沒有關系。 從太空回來的種子經(jīng)過培育，挑選出的優(yōu)良品種要經(jīng)過不少于4代的種植，其中的每一代遺傳性狀都有所分離。如果4代后有幸篩選出一個新品種，還需要國家有關部門的品種審定，這一過程至少需要3年，之后專家審定合格后才能拿到證書。 客觀地說，對于是否搭載木本花木種子的問題，林木遺傳育種界的太空育種
反響并不很迫切。原因是多方面的，其中最重要的是木本植物自身的特性。許多林木遺傳育種專家認為，由于1、2 a生植物的種子對外界刺激比多年生木本植物更敏感。林木生長周期長并凝聚著很高的生物量，使林木遺傳育種的研究與農(nóng)作物相比要困難得多。 誘變育種在草本花卉育種中也有很大價值，誘變后可使花卉變得奇形怪狀，提高花卉的觀賞價值。而林木育種則不同，人們對林木的期待，更多的是對數(shù)量性狀的要求，特別是生長量的要求，而這是由數(shù)量基因控制的。根據(jù)微效多基因假說，林木的數(shù)量基因是眾多的，其中某個或某幾個基因的改變對提高林木數(shù)量性狀的效益并不顯著。專家所做的大量試驗已證明了這一點，這可能正是長期以來，林木遺傳育種專家并不看好搭載林木種子的原因之一。
編輯本段引發(fā)爭議
“太空育種”并不比地面育種更有優(yōu)勢 綜合各種因素，太空環(huán)境對植物的生理和遺傳性主要有哪些影響，這些影響由哪些因素促成，以及如何產(chǎn)生影響至今都還沒有定論，也因此，太空育種計劃自啟動以來就引起了一些專家的爭論。 分子生物學博士方舟子曾經(jīng)表示，“太空誘變”和其他誘變方法在本質(zhì)上是一樣的，不可能有任何優(yōu)勢。所謂“太空育種”并不比地面育種更有優(yōu)勢，反而占用了寶貴的航天資源，完全是一種炒作，因此對之應該給予否定。 方舟子表示，突變沒有方向性首先是在遺傳學實驗中觀察到的一個事實，之后又被分子遺傳學的基礎研究所證實。當我們用輻射、藥物處理種子時，是在盲目地攻擊種子中的DNA，DNA序列或結(jié)構會發(fā)生什么樣的變化無法預知，那么它們會如何改變生物體的功能也是隨機的。 由于生物體經(jīng)過長期的進化之后，其結(jié)構和功能之間的關系已相當?shù)耐晟?、協(xié)調(diào)，盲目地改變它，在絕大部分情況下會是有害或無用的。只有非常偶然的情況會出現(xiàn)個別我們樂于見到的有益突變。詞條圖冊更多圖冊
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