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灵山县新圩镇佛垌村是一个千余人的小山村，然而，就是在这样一个山沟沟里，出了个百合花大王。上百亩郁郁葱葱的百合花，在周边零零散散的水稻、辣椒、蔬菜等作物的映衬下，显得特别的壮观，特别的漂亮，成为一道独特的风景。这就是该村百合花种植大户林家振的种植基地。
十多年来，林家振从一个普通的打工仔，经过不断的摸爬滚打，创立了自己的百合花种植基地以及较为完善的销售网络，成为“产供销”一条龙操作的百合花大王。自己栽培百合花，在花蕾含苞待放之际，及时采收，经处理包装运到广州，自产自销，每亩收获鲜花15000 多支，平均价格每支2 元，亩收益3 万多元，除去地租、肥料、农药、人工及销售费用等成本，亩纯收入仍达万元以上。
发现商机 从打工仔到自己开店
十几年前，林家振初中毕业，怀着美好的憧憬赴广州打工，由于没有文凭，没有一技之长，只能干些又苦又累的活，挣钱少，生活没情趣。看着别人牛气冲天的当老板，小资情调的品酒赏花，林家振心有不甘，整天思索着怎么能自己创业，有一份适合自己的事业。经过细心观察和市场调查，林家振发现，在大中城市，鲜花是一个很受人们喜欢的消费品，平时价格不菲，遇到节假日等特殊时期还会一路飚升，利润可观。且在众多的花卉中，百合花外观华丽、大方，市场需求量大，价格稳定，是广州市花卉市场上销量较大的品种，长期以来全国各地的花卉经营者都到广州市进货，使得广州成了国内百合花主要的集散地之一。为什么不自己开个花店呢？说干就干，林家振拿出打工几年的积蓄，租来一间小铺面，和妻子一起做起了花卉生意，每天徜徉在鲜花丛中，夫妻俩喜不自禁，爱上了这份与鲜花相伴的美丽事业。
大胆摸索 回乡建立百合花基地
经营了一段时间后，林家振发现，由于没有自己的鲜花种植基地，货源供应难保障，且成本高，利润低，倒不如来个自产自销。可是自己目前一没技术，二没本钱，想在广州郊区种花一时行不通。想到自己出来打工了，家里农田耕作粗放，甚至撂荒，很是可惜，而且对于农民出身的自己，学习种花应该不算难，林家振决定把经营好广州花店的任务交给妻子，自己先学习百合花的种植技术，先后到过云南昆明、广西大学农学院学习实践。1999年春节，林家振回到家乡，随即利用自家两亩地着手试种百合花。整地、播种、施肥、除草、喷药，林家振每天一起床就往花地里跑，忙得不亦乐乎。几个月后，第一批百合花收获了，经过简单处理后通过班车运到广州，进了自己的花店。看着自己种的花卖出好价钱，几个月的辛劳有了回报，林家振的信心大大增强了，决定扩大种植规模，扩大业务，开创自己的百合花事业。
产销衔接 百合花事业风生水起
经过几年的摸索实践，林家振在百合花种植方面的经验日渐丰富。鲜花不同于其它农作物，作为观赏性的消费品，外观品质要求很严格，所以在种植管理过程中也要格外注意细节。比如，百合花植株较高，为了保持植株直立美观，须在畦面上架一层网，让每一株植株长在固定的一个网格中，不至于被风雨刮歪；平时要时刻注意观察，发现病虫害征兆要及时打药预防；为便于管理，不要大片种植，应该分成若干小片，这样可以更好地防止因病虫害暴发导致全军覆没；……随着技术的不断成熟，林家振的百合花品质好、信誉高，在广州花市场供不应求，促使他不断吸纳资金扩展业务，近年来又联合自己的兄弟和妹夫共同加盟，把百合花事业做大做强。如今，林家振在佛垌村的百合花基地已达110 多亩，请了50 多个工人长期护理，在广州芳村花卉市场拥有了三间商铺，在深圳、珠海等地也有固定的商铺和客户，建立了较为完善的销售网络，真正实现产供销一条龙操作，年盈利百万元。林家振告诉我们，目前又加租了50 亩田地，计划在明年扩大到160 亩，到时将增加一些工人。在林家振的百合花事业风生水起的同时，也大大的提高了村中土地集约化程度和增加村民就业的机会，在增加农民收入方面起到重要的作用。
异想天开，无土养殖泥鳅
泥鳅最喜欢钻泥，厚厚的淤泥能为泥鳅提供藏身之所，避免天敌的捕食。有了厚厚的淤泥作为隔离层，泥鳅就可以抵御夏季的高温和冬季的寒冷。通常情况下，水温高于33℃或者低于15℃，泥鳅就会钻进泥里，保存体力，准备夏眠和冬眠了。另外，淤泥里生长着一些蚯蚓之类的活体，这是维持泥鳅生存必不可少的食料。
随着自然绿色的饮食风潮日渐盛行，泥鳅的卖价也是一路看高。王水章心想，野生泥鳅资源有限，如果能够实现泥鳅的人工养殖，就能卖上好价钱。
王水章是个雷厉风行的人，想到这个点子后，就着手修建池塘开始养殖泥鳅。泥鳅的饲料主要以沉性饲料为主，饲料不可避免地被淤泥污染。泥鳅和一般鱼的习性不同，它们的活动空间非常有限，采食的范围相对较小，投喂食料时会导致两种情况：一是一些泥鳅吃不上饲料，生长速度缓慢；二是大量剩余的饲料沉积在淤泥里面。厚厚的淤泥等于一个密封的发酵罐，饲料腐败后会产生很多有机物和毒素，而人工开挖的泥塘水质一旦恶化，就很难像自然流水那样恢复了。
王水章开始没有处理好这个问题，养殖的泥鳅死了不少。剩余的泥鳅好不容易长大了，秋天捕捉的时候问题又出现了，泥鳅早早地钻到泥里准备冬眠，与人们玩起了捉迷藏，泥鳅捕捞成了大问题。
一个偶然的机会，王水章看到有人在实施无土栽培蔬菜，灵机一动，既然蔬菜可以无土种植，那么泥鳅是不是也可以尝试一下无泥养殖呢？
他的这个想法刚一产生，立即遭到了家人的反对，泥鳅就是应该生长在泥里，没有泥怎么能行？尽管没有一个人看好这件事，王水章依然认为，没有先例并不见得不可行，没试过怎么就知道不行呢？
一波三折，无泥养殖成功
无泥养殖泥鳅，因为没有现成的经验可以借鉴，意味着风险极大。没有泥泥鳅能长好吗？王水章自己心里对这个问题也没有底。
在有关专家的指导下，王水章修建了泥鳅无泥养殖池，为了便于管理，他修建的养殖池不大，长5米、宽4米、深0.5米。池子底部铺专用的薄膜。由于池子小，投料方便，换水也容易，最主要的是有效避免了淤泥带来的副作用，泥鳅的生存环境大大改善。
眼看着试验有初步进展，王水章兴奋不已，可是，没等他高兴多久，又出现了新问题。
随着夏季的来临，气温急剧上升，最热的时候水温达到了45～48℃，这样的条件下，泥鳅的存活率也就可想而知了。为了降低水温，王水章增加了养殖池的水位，可是效果并不理想。经过查找资料，他了解到，到了夏季泥鳅就钻进泥浆里不吃不喝，进入夏眠。看来，要想让泥鳅健康成长，必须找到能够代替淤泥的东西才行。
王水章弄来了一些水草放进养殖池，水草为泥鳅提供了藏身之地，泥鳅不仅可以躲避酷暑，还可以吃点嫩芽、草根换换口味。另外，水草能够吸收水里多余的养分，改善水质，可谓两全其美。
然而，随着水草的生长，泥鳅却不见长个，而且死亡的现象越来越严重。这让王水章郁闷异常，难道泥鳅真的离开淤泥就无法存活吗？
为了弄清泥鳅不长个的原因，王水章整日在水池旁观察，后来发现，池子里由于水草多，将水面遮挡得严严实实，投喂饲料时只能见缝插针
问题到底出在什么地方呢？王水章不离池塘，连续蹲守，他又发现了一个秘密：每天上午9时左右和下午5时左右这两个时间段，泥鳅纷纷跃出水面，难道是池塘缺氧或是有了什么病害？
带着这个问题，王水章咨询了专家，专家告诉他，这既不是缺氧，也不是病害，而是泥鳅的习性喜欢跳跃；不过，这不是为了嬉戏，也不是为了捕食，而是为了跳出水面呼吸。专家还解释说，泥鳅除了可以像鱼那样用腮呼吸，还可以利用肠子和皮肤呼吸，所以要不断跳出水面吸进新鲜空气，在肠内进行气体交换后通过肛门把废气排出去；因此，泥鳅对水里的溶氧度要求并不高，但是，泥鳅对于环境的耐受力毕竟是要有一定限度的，水草过多会影响泥鳅的正常生长。
自1987年以来，在“国家863高科技计划”的推动下，我国先后13次利用返回式卫星和5次飞船及多次高空气球搭载了70多种植物的2000多种品种的种子，涉及到粮、棉、油、蔬菜、花卉、牧草及中药材等多方面。 北京神舟绿鹏农业科技有限公司示范基地占地四百亩，建设了研发中心、全智能温室、植物组培工场、育苗工场和能够满足选育、栽培试验、示范种植的各种大棚设施。
在太空中种出来的土豆是什么样？马特?达蒙在《火星救援》中给出了答案，他虽然没有具体描述出火星土豆的口感，但作为救了他一命的食物，想必味道好极了。
在目前的科技条件下，人类落地到火星种土豆确实是一件只能幻想的事情，但是，吃一口在太空中孕育出来的食物却早就是一件离普通人很近的事了，我们在餐桌上最常吃到的黄瓜、大豆、玉米等多种作物，很多就有可能是太空来物。你可能也会有这样的疑惑，为何最近吃到的甜瓜更甜更脆了，吃到的黄瓜更大更嫩了，这背后的技术就是已经深入到大众生活中却不为人所熟知的“航天育种”。
种子与国家安全
从车马嘈杂的北京市区驱车前往京郊，沿途越来越安静。在一片静谧与绿色之中，坐落着被誉为“种子硅谷”的北京通州国际种业科技园区。园区里，驻扎着众多我国种子行业的龙头企业，其中就有北京神舟绿鹏农业科技有限公司。
一进办公大楼，就看到高墙上的大字标语，“一粒种子改变世界”。一粒小小的种子，看似微不足道，它真能起到那么大的作用？航天育种业的专家、神舟绿鹏董事长赵辉这样解释：“过去我们的育种业没有形成产业化，选育种子由科研院所去做，而推广由企业进行，整个链条是分开的。这样一来中国的自主知识产权越来越少，如果种子靠进口的话，种业问题就影响到了国家安全问题。” 示范基地已经成功培育出的太空香蕉、太空树莓、太空葡萄、太空兰花、太空百合、太空月季等品种。
这是摆在中国种业面前的严峻现实。世界种子市场垄断趋势明显，世界前十强种子公司市场集中度超过55%，美国种业巨头仅孟山都一家公司的国际商品化种子的市场占有率就高达21%。中国是种子需求大国，然而，中国种业的竞争力却不强，具有选育-繁殖-推广一体化能力的种子企业很少。用中国工程院院士袁隆平的话说，关键时刻，一粒小小的种子可以绊倒一个大国。就拿印度为例，孟山都在2002年将bt-棉花种子引入印度，从此垄断了印度的棉花种子市场，导致种子价格上涨了80倍。
这是一场迫在眉睫的竞赛，而赵辉所努力去做的就是推进这个产业的一体化。他说，航天育种产业一体化就是公司在获得种子材料后进行选育，然后做品种的观察与推广，即如今国家在农业生产方面所大力倡导的“育繁推”。
实际上，一粒种子从上天到入地再到结出果实，这是一个复杂的过程。第一阶段是选种。选择什么样的种子搭载上天，要经过多重筛选，搭载种子在纯度、净度、发芽率上符合国家作物种子质量标准，种子的相对含水量应控制在13-14%。每份搭载种子数量，小粒作物一般应在3000粒以上，大粒作物一般应在1000粒以上。“搭载资源非常有限，每次都是两三公斤的量，每次一百种左右。” 赵辉说。
第二阶段是诱变。利用卫星和飞船等太空飞行器将植物种子带上太空，再利用其特有的太空环境条件，如宇宙射线、微重力、高真空、弱地磁场等因素对植物的诱变作用产生各种基因变异，再返回地面选育出植物的新种质、新材料、新品种。一般来说，种子搭乘卫星上太空转一圈便能“变”出更优良的品质，比如结出更大更甜的果实，更美的花朵。
第三阶段为下地。种子随着搭载的航天器返回地球后，随即要进行地面选育工作，包括地面种植、观察、突变体筛选、遗传稳定性鉴定等工作。因为种子的变化是分子层面的，想分清哪些是我们需要的，必须要将这些种子全部种下去，繁殖三四代后，才有可能获得性状
稳定的优良突变系。太空百合种
这样，经过一个漫长的过程，每次太空遨游过的种子都要经过连续几年的筛选鉴定，其中的优系再经过考验和农作物品种审定委员会的审定才能称其为真正的“太空种子”。 盛开的白莲
中国是目前世界上三个独立掌握空间飞行器返回式卫星技术的国家之一，在航天育种方面，三个国家各有特色。目前美国航天工程育种工作计划主要涉及在种质创新、药品生产、生物反应器以及生物采矿等几个研究领域，其主要目的是探索太空生命生存条件。俄罗斯的研究重点则是空间植物栽培研究，曾在国际空间站上完成了豌豆的连续世代循环栽培，以及成功种植超矮小麦、白菜和油菜等植物。
赵辉多年的工作经历见证了中国航天育种业的历史。我国航天育种开始于1987年，但是，最早主要是国外的公司使用中国的航天器进行搭载。当时的赵辉还在中国空间技术研究院工作，负责航天搭载项目。“最早来找我搞搭载的是德国人、法国人，中国的科学家看到后于是说，航天要服务于国民经济，我们自己也要送点东西上天去，”赵辉说。 航天育种专家、神舟绿鹏董事长赵辉。
从搭载辣椒、西红柿种子开始，中国开始了自己的航天育种进程。 自1987年以来，在“国家863高科技计划”的推动下，我国先后13次利用返回式卫星和5次飞船及多次高空气球搭载了70多种植物的2000多种品种的种子，涉及到粮、棉、油、蔬菜、花卉、牧草及中药材等多方面。已进行的项目有：小麦、水稻、玉米等粮食作物;大豆、绿豆、黑豆等豆类作物;棉花、烟草、香蕉、莲子等经济作物;油菜、番茄、黄瓜、甜椒、西瓜、甜瓜等蔬菜作物;曼陀罗、兰花、玫瑰等花卉，红豆草、紫花苜蓿等牧草，人参、甘草等中药材。 比如说，经卫星搭载处理后获得的博优721亚种间杂交水稻新组合，大面积亩产量达700多公斤，比当地主栽品中增产15%以上;优质、高产的水稻华航1号、芝麻新品种航芝麻1号、食用菌太空金针菇等收到农业生产者的普遍欢迎。同时，利用航天诱变技术创造了一批目前利用传统育种手段较难以获得的罕见材料，如特早熟小麦、特大粒莲子太空莲3号、特大粒红小豆突变系、特长角果双底油菜等，将对作物产量和品质等主要经济性状的遗传改良产生重大影响。
就拿神舟绿鹏来说，它通过神舟飞船搭载植物试管苗，经过地面培育出太空香蕉、太空树莓、太空葡萄、太空兰花、太空百合、太空月季等园艺作物，目前抗病、优质、高产的太空香蕉已在深圳、海南等地大面积推广;太空蝴蝶兰、太空石斛兰在深圳已经形成产业，每年有50万株投入市场。
航天育种是个接地气的行业，已经有多个地区利用这一技术实现了收益。赵辉给我们介绍了江西广场白莲种植的案例。早在1994年，广昌县白莲科学研究所就找到了空间技术研究院，说自己是贫困县，想把种子送上太空提高白莲的产量。研究院同意了合作。2002年、2004年又先后开展了第二、第三次航天搭载，先后选育出太空莲、星空牡丹、太空娇容等一批白莲新品种。自此，广昌白莲具有了生育期长、花多、蓬大、结实率高、颗粒大等特点，其中太空莲36号品种平均亩产量提高到80―100公斤，比常规品种高出一倍多，莲农的经济效益也增长一倍以上，目前已成为我国白莲产区的主栽品种。
“航天育种有巨大的发展前景和社会经济效益，太空白莲带动了广场县的农民增收20亿元，就全国来说，航天育种产业已经创造了直接经济效益100多亿元，”赵辉介绍道。 一些误解
但是，对于航天育种产业的发展，赵辉也是颇多忧虑。他说，“航天育种是带有公益性质的事业，不可能一投资就赚钱。”正是因为如此，航天育种产业的现状与未来并不容乐观。 从航天育种的发展历史来看，航天育种一直不是航天飞行的主要任务，而是在保证其它任务成功地前提下，“顺便”搭载一下航天育种材料，我国仅在2006年发射了世界上唯一一
颗专门用于航天育种的卫星实践八号。到目前为止，我国还没有建立起一个完整的航天育种空间搭载机制。
而且，目前航天育种缺乏龙头企业，大部分企业规模小，经营分散，有的企业或者研究机构不管有没有力量和条件，“赶时髦”进行航天搭载，低估了航天育种工作的难度，选择搭载的农作物品种和材料素质不够高，导致经卫星搭载诱变后，又经历4-5年定向选择后育成的品种在产量、品质和抗性上缺乏竞争力，选育不出好的种质材料，在生产难以推广，大大浪费了资源。
航天育种品牌自身的保护力度也不够，目前社会上存在着许多大大小小的航天育种企业，仔细探究发现，其中大多数企业打着“航天育种”的幌子进行炒作，他们从国内外找来一些与众不同的品种，贴上“航天育种”的标签，利用老百姓对“航天品质”的信赖，从中获利，这些企业严重影响了航天育种的声誉。
航天育种是不是转基因？这也是让很多人疑惑的问题，这也导致了赵辉所说的“航天育种业只能做不能说”的现状，因为“过去这一行业的机理研究滞后，解释起来太麻烦就不说了。” 他承认，有的人把航天育种跟转基因相提并论，认为通过航天诱变搭载育出的新品种存在着安全问题，大众的这一认识严重影响航天工程育种的产业化。
但是赵辉也斩钉截铁地说，航天育种不是转基因。他用简单的话语解释道，“转基因是外源基因的导入，而航天育种是自己的基因在变化。即使没有上太空，种子的基因在地球上也会有变化。”
他强调，航天工程育种是一种物理诱变育种手段，没有外来基因的导入，因而它不是转基因，其安全性是确定的。科学工作者专门试验研究显示，即使太空飞行回来的当代种子经严格检测也没有增加任何放射性。因此食用太空种子加工生产的粮食、蔬菜等不会存在不良反应。
对于航天育种的未来，赵辉认为，中国应该培育出自己的优势品种，打造航天育种知名品牌，提升航天育种和航天产品的知名度，提升市场竞争力，加快科技成果转化步伐。
航天育种
摘要：航天育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的育种新途径。大量的试验证明, 航天育种已培育出许多高产、优质、抗逆性强的优良品种, 是一个前景很好的新的育种方法。
关键词：航天育种
一、什么是航天育种
航天育种也称空间诱变育种或航天育种, 是指将植物种子、试管种苗或其他生物种苗放在航天器上, 送到太空, 利用太空特殊的、地面很难模拟的环境, 即微重力、高真空、强宇宙高能粒子射线辐射、宇宙交变磁场、高洁净及大温差等方面的诱变作用, 使种子基因产 生遗传变异, 再返回地面选育, 培育新品种的育种新技术[ 1]。
二、 航天育种机理及诱变的生物学效应
空间环境与地球环境之间差异巨大, 太空的特殊条件对进入空间的生物材料具有明显诱变作用。空间诱变中高能重粒子(H ZE )能更有效地导致细胞内遗传物质DNA 分子的双链断裂, 而且其中非重接性断裂所占的比例较高, 从而有更强的诱发突变能力。另外,微重力条件可以抑制复机制, 即微重力与辐射可以产生协同作用, 增加变异率。太空诱变导致的死亡率较低, 这样, 发的各种突变都可能表现出来, 从而培育出新品种。
三、航天育种的生物种类
1、 植物种类
截止目前, 曾经幸运进入太空的生物以植物占大多数, 其中粮食作物有麦、大麦、谷子、水稻、甘薯、玉米、高粱、绿豆、红小豆等; 蔬菜有萝卜、青椒、茄子、番茄、绿菜花、大蒜、黄瓜、丝瓜、辣椒、香菜、韭菜、青菜、瓠子、芥苜蓿等; 经济作物有棉花、烟草、西瓜等; 裸子植物有白皮杉、油衫、石刁柏等; 油料作物有大豆、油菜、蓖麻、芝麻、竺麻、向日葵等; 药用植物有西洋参、枸杞、甘草等; 花卉有仙人掌、鸡冠花、菊花、百合等。
. 1. 1 航天育种的粮食作物
航天一号0小麦是1998年山东省农科院原子能所利用一般小麦和美国黑小麦经过杂交形成的新品系, 然后通过返回式卫星携带进入太空诱变, 再经连续7代定性试种培育而成的。/航天一号0小麦良种于2003年试种12. 5公顷获得成功。经10多个测试点的实际计算, 大田种植的0. 7万公顷, 平均每公顷超过9600千克, 部分农户个别地块每公顷超过11200千克。可增产1200~ 1600千克/公顷。/航天一号0小麦的抗逆性、抗病性十分明显; 且耐盐碱、抗干旱, 表现出较强的生命力。2003年11月21日, 由河南省原阳县提供的40克水稻育秧种子搭载我国第十八颗返回式科学与技术试验卫星, 在太空遨游18天后返回地面, 经数十位育种专家艰辛遴选、定向培育, 2007年该县太空水稻选育获得了一个富含硒、铁、钙等微量元素, 外观饱满晶莹,口感良好的水稻新品种, 即/黄蕊一号0太空营养米。
1. 2 航天育种的蔬菜太空百合种
2007年上市的太空茄子是在2002年第一批搭乘/神舟四号0飞船上天的武汉优 质茄种的基础上, 历经5年的精心培育、六次改良的品种。这批茄子的抗病性好, 试种的1公顷茄子, 从未使用过农药, 其口感更柔和, 茄香浓郁。在其生长过程 中, 茄子的颜色由深变浅, 烹饪后又会由浅紫红变浅绿, 有点像/变色龙0。2007年, 分别在山东苍山县、武汉市郊区、湖北长阳高山蔬菜基地进行了试生产, 消费者反映良好, 市场前景较好。
1. 3 航天育种的花卉
2008年4月7日, 我国首批在太空失重条件下进行变异试验的/太空牡丹0在山东菏泽曹州百花园盛开, 20株/ 太空牡丹0长势喜人,花色多达5种, 有粉色、红色、墨紫色、白色和淡黄色。最引人注目的是一株白牡丹, 开出了16朵洁白硕大的花朵。与普通牡丹相比, /太空牡丹0已表现出出土早、植株生长快、开花早、叶片细长等特点。这批种子2002年9月栽植, 2003年发芽, 共存活28株苗。2006年, 2株牡丹首度开花, 比一般牡丹提前了1 ~ 2年。2007年, 开花牡丹增加到15株, 放花蕾达30多朵。2008年开花植株则增加到20株2006年9月, 12个品种共计2400颗百合种子, 搭载/实践8号0返回式科学与技术试验卫星进行航天育种, 其中2200颗种子在中科院植物所进行胚芽培养,10月培育成种球, 预计将在2009年6月开花。
1. 4 航天育种的水果
2006年9月, 天津市一种西瓜籽种搭乘中国首颗育种卫星15天, 2007年4
月, 经过航天育种的西瓜籽种经两次试种, 已经成功分离出具有新基因的植株, 而通常一个新的西瓜体系的形成需要3至5代才能达到稳定阶段。目前, 太空西瓜籽种已经开始第三次分离试种, 2008年10月份, 经过三次分离稳定的太空西瓜籽种将面向全国推广示范种植。
1. 5 航天育种的经济作物
1996年, 选送的芝麻搭载我国第17颗返回式卫星上天, 中国农业科学院武汉油料研究所历经6年田间培育后, 于2002年培育出高产、优质、抗病、抗倒伏的个。
2006年, 我国首批/太空棉0良种在山东省大面积种植成功。中国农科院棉花研究所检测表明: / 太空棉0在航天育种后粒大、赘芽减少、花芽增加, 具有每公 顷产6400千克的潜力。
2 、航天育种的动物
2002年, 我国进行动物航天育种实验, 选中的禽蛋, 是江西特产的泰和县武山凤鸡蛋。凤鸡又叫/ 丝羽乌骨鸡0, 其头小、颈短、眼乌、羽毛白, 身体轻小, 行动迟缓, 极易与其他品种区别, 航天育种后易于鉴别其可能出现的各种变异。/神舟三号0飞船上共搭载凤鸡蛋9枚, 它们是2002年3月18日产下来, 3月20日便被装进飞船的返回舱中, 5天后飞上太空, 7天后返回地面。4月2日, 这9枚凤鸡蛋被送到国家家禽测定中心的孵化箱里。4月23日, 1雄2雌3只太空鸡破壳而出, 另外6枚则提前夭折。研究人员从太空小鸡的外表, 观察它们与地面出生的小鸡有何不同, 随即用各种生物学的技术, 从分子水平分析其胚胎发育、遗传变异等方面是否有所改进和优化。但是, 要获得优良的太空鸡品种, 至少还要通过二三代的选育[ 5]。
2005年8月29日, 我国首次进行的带水系统水产品动植物航天育种试验获得成功。厦门水产研究所率先在我国第21颗返回式科学实验卫星上, 进行了该试验。此次航天搭载试验被命名为/ 鲤鱼跃龙门0。在首飞太空的国产水产种苗中, 包括了鱼、虾、贝、藻的卵子、种苗和微生物组成的共计14个样本, 厦门盛产的紫菜和丰年虾是其中之一。14个水产品样本历经密闭时间共计70天整, 从太空返回后均获存活。个别水产动物落地前已繁育出子代, 落地后已产生后代。 3 、航天育种的微生物
1984年, 美国研究员将黑曲霉放入太空长期飞行器中, 1990年取回发酵, 发现单宁酸产生率提高75%, 菌株的活性也大幅度提高。1987年中国科学院微生物太空百合种
所、遗传所和上海植物生理所等单位搭载了10多种微生物材料, 结果显示: 微生物生长速度有较大变异, 有明显提高、不变、降低甚至夭亡的三种类型。选出产生纤维素酶、果胶酶、淀粉酶效价成倍提高的菌株; 芽孢杆菌的超氧化物歧化酶的活性也得到较大提高。1999年11月, 北京/东方红0航天生物产业化基地的红曲霉菌进入太空, 里面提取的他汀类药物成分大大提高, 最多的比传统含量提高了7. 8倍。
科技人员对2002年12月30日首次上天的4个微生物肥料菌种菌落形态、菌体形态、温度生长、芽孢耐热性、代谢产物等进行了一系列研究, 选育出了具有固氮、解磷、解钾能力强并互不拮抗的多种菌株, 研制了适应优良菌种快速生长繁育的高效专用培养基, 制成了增效复全微生物菌种剂, 增强了菌种抗逆性, 使菌种保存期达到2年以上, 是国家标准的4倍[ 6]。
四、影响航天育种成败的主要因素
1、种子纯度
目前在国内外, 种子搭载之前首先要进行种子的纯度检测, 保证种子的纯度。搭载回来以后要进行地面第1次试种, 出苗时形态性状, 如株高、长势等肯定会表现很多性状分离, 要对每1株进行检测。选择有良好变异的单株进行第2 代种植, 仍然出现非常大的性状分离, 把性状不好的全部淘汰掉, 把好的突变体后代再进行第3代种植。第3代种植后, 把最好性状的种子搜集起来种植第4代, 一般第4代很稳定, 即获得了1个稳定的新品种。
2、生长环境
要特别注意种子生长过程中的生长环境问题, 很多品种表现型上的退化不是真正的品种退化, 而是因为周围授粉环境不好。比如太空椒, 旁边种的不是太空椒的花粉传过来, 其后代又有可能返回原始性状。因此, 要保持太空椒的优良性状, 关键是要为其创造良好的繁殖环境。
3 、太空停留时间
对于在太空停留时间对航天育种结果的影响这一课题, 华南农业大学做过以下试验: 把种子按照顺序排在核激板上, 等种子回来之后, 从核激板上可以探测出种子经过高能离子辐射的次数。由于航天育种的精确度上难以控制, 带有一定的盲目性, 因而种子被高能离子击中的次数并不是越多越好, 在太空中停留时间并不是越长越好。只要高能离子能够准确击中种子的DNA链条,并且是向着人类需要的方向组合就可以。航天育种结果与在太空停留时间没有太大关系。俄罗斯将在和平号空间站搭载6 a的番茄种子赠送给我国, 其后代表现并优于国航天器搭载20多天的结果。这正是由于太空有许多辐射条件是人类试验难以模拟的, 人为控制太空受辐射的强度或剂量目前是不可能的。毕竟高能离子的辐射是随机的。航天育种必须要配合田间观察和选择等常规育种手段, 这是不可分割的, 同时还要采用分子检测手段。
五、 航天育种的选育过程和安全性
1 、航天育种的选育过程
航天育种是一个育种研究过程, 搭载回来的种子只是走完万里长征第一步, 整 个研究最繁重和最重要的工作是在地面上完成的。种子上天后并不一定都能发生性状优异的突变, 即使出现优异突变, 也不可能即刻就能稳定遗传。种子搭载 之前要先进行种子的纯度检测, 搭载回来后要进行地面第一次试种, 种的时候会
出现很多性状分离, 比如有长高的有长矮的, 有长壮的有长弱的, 要对每一株进行检测, 特别重视那些有良好变异的单株进行第二代种植, 仍会出现很大的性状分离, 第二代时选留下性状好的, 再进行第三代种植, 然后把最好性状的种子搜集起来种第四代, 一般来说第四代就很稳定了, 这时就获得了一个稳定的新的幼苗品种。总之, 先将太空种子都播种下去, 从第二代开始筛选突变单株, 然后将选出的种子再播种, 自交繁殖, 如此繁育三四代后, 才有可能获得遗传性状稳定的优良突变系。每拨太空遨游过的种子都要经过连续几年大量的地面筛选、稳定和鉴定试验, 其中的优系再经过考验和权威部门的审定才能称其为真正的/太空种子0。这项工作涉及细胞学、遗传学、分子生物学等多学科领域。
2 、航天育种的安全性
专家认为, 航天育种并没有经过人为的方法将外源基因导入作物中使之变异, 它作为一种诱变育种技术可使作物本身的染色体产生缺失、重复、易位、倒置等基因突变, 这种变异和自然界生物的自然变异一样, 只是时间和频率有所改变, 本质上只是加速了生物界需要几百年甚至上千年的自然变异[ 7]。太空中宇宙射线和辐射较强, 这是生物发生基因变异的重要条件, 目前人工辐射育种中的辐射剂量只是国际食品安全辐射剂量的几十分之一, 而太空中的辐射剂量还不到人工育种辐射剂量的百分之一, 应该是没有危害的, 宇宙射线引起的基因变异是让其自身发生变异。我国颁布的有关转基因安全管理规定中特别排除 了对自身通过突变产生的新物种的管理, 这也说明航天育种是非常安全的。太空食品是按照人类需要选择出来的, 不是转基因食品。至于污染, 则是栽培方法和使用农药、化肥的问题。
六、航天育种的优缺点
航天育种具有变异率高, 变异幅度大、有益变异多、变异稳定快、变异遗传性好以及高产、优质、早熟、抗病力强等诸多优点, 其变异率较普通诱变育种高3~ 4倍, 育种周期较杂交育种缩短约1倍, 由8年左右缩短至4年左右。太空诱变育种诱导种子发生变异的因素来自太空, 种子返回地面后也要按照常规育种方法进行选育。故航天育种只有和其他育种方法相结合使用才能培育出新品种。
据统计, 以航天育种最多的水稻为例, 最好的品种也只推广了6. 25万公顷, 这和杂交水稻推广的规模有天壤之别。应该看到, 航天育种是一个全新的交叉学科, 虽然涉及到诸多领域, 但是还没有大规模的推广应用, 需要进一步完善。
七、 航天育种的前景展望
航天育种开创了一种全新的育种模式, 同时也为发展现代农业提供了新的技术支撑, 虽然从总体上讲, 目前还处于起步阶段, 但已显示出诱人的前景。我国早在1986 年就在所制定的863 计划中, 将空间植物学列入了空间生命研究计划, 这一计划大大促进了我国航天育种的研究, 提高了我国作物育种的水平。2006 年9 月, 我国又发射了实践8 号航天育种卫星, 进一步加速我国的航天农业高科技项目的产业化进程。航天育种有望在培育适合我国环境的耐干旱、耐严寒、耐盐碱、性能稳定的草、树和作物方面取得新的突破。如搭乘 神舟5 号 回归的白皮松、华山松、侧柏、刺槐、沙棘、柠条等用于改善西北生态建设的太空林木种苗, 将会极大丰富适宜的造林树种, 提高绿化成效, 一旦产业化种植时机成熟, 将彻底改变西北地区恶劣的自然生态环境。我国是目前世界上掌握航天器返地技术的少数国家之一, 伴随着我国航天事业的飞速发展, 航天育种必将会和
生物技术、核技术的农业应用一样, 在生态农业、生物技术及生物制药等方面, 发挥更大的作用。
主要参考文献：
[ 1]杨万立, 齐丽省. 2005. 航天育种. 生物学教学, 30( 3 ): 65~ 66
[ 2]王 雁, 李潞滨, 韩 蕾. 2002. 空间诱变技术及其在我国花卉育
种上的应用. 林业科学研究, 15( 2 ): 229~ 230
[ 3]汪继峰. 2002. 餐桌上的天外来客. 食品与生活, 1: 28
[ 4 ]刘纪原. 2007. 中国航天诱变育种(第一版). 北京: 中国宇航出版 社, 1~ 2
[ 5]尹怀勤. 2003. 动物的航天育种. 青少年科技博览, 5: 12~ 13
[ 6]张玲华, 田兴山. 2004. 微生物空间诱变育种的研究进展. 核农学 报, 18( 4 ): 295
[ 7]萧 宾. 2006. 航天育种利弊几何. 太空博览, 1: 53
[ 8] 刘录祥, 郭会君, 赵林姝, 等. 我国作物航天育种20 年的基本成就与展望
[ J] . 核农学报, 2007( 6) : 589.
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