中新網1月7日電 隨著“神舟”四號飛船發射成功,一批植物種子也被搭載升上太空。經過神奇的“太空之旅”,它們將會發生怎樣的奇跡?今天的人民日報載文對此作了介紹。
——育種奇跡是怎樣發生的?
中國空間誘變育種研究始于1986年的“國家863高科技計劃”。當時,科學家們對于太空能否引起植物的遺傳性變異尚不清楚。
1987年7月,中國首次將大麥、青椒、蘿卜等純系種子和大蒜無性系種子放入衛星中搭載。當這些種子返回地面后,有關人員立即進行了種植實驗。不久,奇跡真的發生了。經空間搭載的蘿卜種子幼苗茁壯,葉片上沒有一個蟲眼。有人甚至將害蟲捉來放到葉片上,蟲子掉頭就跑。而地面對照組的幼苗,則是蟲眼密布。看來,“太空旅行”后的蘿卜種子有抗蟲特征。更為奇妙的是,經空間處理后的大蒜種子生長時假莖叢生,一個蒜頭竟重達150克。
回憶起昔日的情景,原中國科學院遺傳研究所研究員蔣興村說:“這既在想象之中,又在意料之外。當時,我興奮極了,仿佛看到了抗蟲蘿卜和豐產大蒜的美好前景。但是,上帝和我們開了一個玩笑。”第二年,科研人員把蘿卜和大蒜的第二代種子種植后發現,新長的蘿卜和大蒜與普通對照組完全一樣。
通過實驗,他們認識到:經空間處理的種子,如當代均產生相同性狀變異,一般不是突變而是生理變異,在后代中不會遺傳。但是,他們從空間搭載的大麥種子后代中看到,許多變異有能夠遺傳的跡象,而且變異頻率很高,這就有可能為農作物育種創造優良的條件。
不久,廣西、江西種植的空間處理的2—3代水稻后代中產生大量變異,有些性狀在自然界很少見到,如一莖上長兩三個水稻穗,一粒種子長達1厘米而且在后代中能遺傳。在自然界中,水稻變異的頻率在二十萬分之一,而經空間處理的水稻變異頻率在百分之幾。接著,科研人員在空間處理的粳稻變異后代中,選育出能恢復秈稻不育系的株系,使原來很難進行秈、粳亞種間雜交的性狀改變了,這種特性改變在自然界是很難的。
經過反復試驗,抗病番茄、大型青椒、優質棉花、高產小麥等相繼誕生。事實證明:空間特殊條件能夠引起農作物種子的基因突變,其變異頻率高、幅度大,變異后代容易穩定,是誘變育種的一條好途徑。
——遺傳性變異密碼能否破譯?
太空搭載后的植物種子,為什么會產生遺傳性變異?
眾所周知,太空中存在微重力、強輻射等因素,這些都是有別于地球的特殊條件。中國科學家經過實驗證明,在微重力條件下,植物細胞會發生膨脹,導致染色體斷裂。這些種子在生長的過程中,基因組重新排列組合,從而導致遺傳性變異。另外,強輻射也是一個重要因素。一般情況下,地面輻射育種需要半致死計量強度才能引起變異,而在太空種子沒有任何死亡率就能變異。
專家指出,中國是世界上能發射返地衛星和飛船的三個國家之一,發射成功率很高,因此,完全有條件進行空間條件下植物生長發育規律的研究。
——新品種是否可以放心食用?
隨著轉基因食品的普及,許多人開始懷疑:空間誘變育種的新品種是否可以放心食用?它對人類會不會有遺傳性影響?
科學家指出:空間誘變育種和轉基因食品有本質的區別,它沒有外源基因導入,而是在空間特殊條件下染色體發生斷裂,基因組重新排列組合引起性狀變異。由于沒有外源基因,它與地面輻射育種和常規育種相似,不會產生新的有害物質。大量的事實證明,空間誘變育種農作物是可以放心食用的。
廣西農業大學曾對空間處理的水稻變異后代作了大量的營養分析,沒有發現有毒物質。中國生產的空間誘變育種農作物已大量上市,至今沒有一人因此發生不良反應。
專家預測,空間誘變育種具有廣闊的發展前景。今后,空間誘變育種的重點將由產品產量轉向產品質量和特異性。除糧食以外,蔬菜、油料、香料、花卉、樹木的選育將成為熱點。現在,中國的飛船具有生命保障系統,可以搭載果樹的枝條,通過處理其芽眼可以產生芽變,完全可能選育出優質的特殊水果。(白劍峰)