把種子送上太空！航天育種端牢“中國飯碗”

水稻、西蘭花、茶葉……每隔一段時間，便有一批被遴選的優(yōu)良種子搭乘著飛船去太空“出趟差”，開啟一場航天之旅。歷經近30年的發(fā)展，如今在我國廣袤的大地上，已有超200余種“飛天”種子扎根生長，結出的碩果被送上百姓餐桌。

前不久，中國載人航天工程辦公室公布了神舟十六號載人飛船航天育種實驗項目清單。自載人航天工程立項實施以來，歷次飛行任務中均安排了航天育種實驗搭載項目。航天育種是由我國科學家開創(chuàng)的育種新技術，也是現(xiàn)代育種技術和航天工程的交叉融合，不斷加速種業(yè)創(chuàng)新，讓“中國飯碗”端得更牢。

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把種子送上太空

浩瀚的星空充滿了未知與變數(shù)，吸引著無數(shù)科研人員為之著迷，嘗試去揭開其神秘的“面紗”。

人們?yōu)槭裁匆M力將種子送上太空？如同科幻電影中的場景——人類久居太空，可能會發(fā)生基因變異、進化，而航天育種也有與之異曲同工之處。

“生物經過千萬年的進化，已經適應了地面環(huán)境，對比之下，太空環(huán)境是非常獨特的。一旦進入太空，生物為了適應環(huán)境，從生理表現(xiàn)到遺傳物質都可能發(fā)生顯著變化，這種變化也為優(yōu)良基因的出現(xiàn)奠定了可能性?！比A南農業(yè)大學國家植物航天育種工程技術研究中心（下稱航天育種中心）主任郭濤介紹，“飛天”種子是借助特殊、極端的環(huán)境，加速種子遺傳物質的改變，實現(xiàn)部分基因變異，獲得新的性狀，返回到陸地上，經過科學家多代篩選培育，最終形成特性穩(wěn)定的新品種。

仰望星空，是為了更好地腳踏實地。航天育種過程中，最重要的一個環(huán)節(jié)便是航天搭載材料返回陸地后的鑒定和篩選，這也直接決定了能否選育出優(yōu)良的新品種。航天育種的一個遺傳世代通常具有上萬個體或植株，科學家要根據育種目標對每個個體進行鑒定，才有可能獲得有價值的新基因。時間長、工作量大、細致度高，這對科技水平與科學家的經驗都是一種挑戰(zhàn)。

飛天種源“扎根”

“航天育種最難的不是‘上天’，而是‘入地’。以水稻為例，一個品種的選育通常要經過4個遺傳世代、約5萬至6萬個植株的篩選，才能鑒定出新基因，這曾經是一個‘卡脖子’的難題?！惫鶟硎?。

要突破原有理論，趟出一條新路，做到前無古人，后有來者，為航天育種事業(yè)提供可借鑒、可復制的經驗，是航天育種中心科研團隊的初衷。

團隊打破了傳統(tǒng)方法，采用只選擇一個世代變異的育種思路，首次提出“多代混系連續(xù)選擇與定向跟蹤篩選”方法，實現(xiàn)在多個世代對航天育種群體進行鑒定和定向篩選。同時，利用表型和基因型方法全方位鑒定突變個體，提高了選擇效率，避免遺漏和丟失部分突變。此外，誘變群體鑒定出的突變種質可直接培育成新品種，或作為新種質資源間接培育新品種?！叭凡⑿小?，航天水稻終于在我國土地上“扎根”。

一項創(chuàng)新成果包含了無數(shù)科研人員的心血，航天育種中心為每個創(chuàng)新成果搭建了完善的專利保護網。郭濤介紹，航天育種中心高度重視航天育種技術的專利布局，通過專利信息檢索和分析，梳理核心技術的創(chuàng)新要素，圍繞航天育種涉及的育種方法、裝置等方面在國內外布局了45件相關專利，構建了以核心專利“一種水稻空間誘變后代的育種方法”為支撐的專利池。

“只有不斷加強專利布局，強化知識產權保護，才能持續(xù)提升自身競爭優(yōu)勢?！惫鶟硎尽?/p>

產業(yè)鏈深度融合

專利與育種是相輔相成的關系?！皩τ诳蒲袉挝欢?，專利是實現(xiàn)產業(yè)化的必備條件，但專利的公開也意味著核心要素的公開，科研工作者很難跟蹤專利的侵權情況。”郭濤介紹，與工業(yè)技術專利不同的是，育種技術由于關鍵技術參數(shù)的模糊性，更易于被侵權，實現(xiàn)專利轉讓的難度大。因此，建立“太空農場”系統(tǒng)，構建完備的知識產權布局必不可少。

我國的航天育種從水稻、小麥等糧食起步，通過不斷總結育種經驗，現(xiàn)如今，牧草、蔬菜、花卉等園藝作物及工業(yè)微生物領域的“飛天”種源也得到了迅速發(fā)展。目前，利用航天育種技術培育出的新品種已在北京、河北、陜西等多個省市進行示范種植及產業(yè)化推廣，形成產業(yè)鏈融合發(fā)展。

“航天育種新品種的鑒定及推廣，要通過多輪的比較與實驗，只有產量、品質和抗性均優(yōu)于對照的新品種才能通過品種審定，最后通過產學研合作的渠道進行產業(yè)化推廣?！惫鶟榻B。以航天育種中心自主培育的水稻航天品種“華航香銀針”為例，通過產學研合作，目前已形成“品種—產品—品牌”的產業(yè)鏈。通過專利轉化，廣東兆華種業(yè)有限公司實現(xiàn)了該品種的良種繁育及推廣；廣東萬綠智慧農業(yè)科技有限公司通過訂單式生產，定點收購該品種稻谷并加工成優(yōu)等大米產品；廣東糧安農業(yè)科技發(fā)展有限公司借助新零售模式，開展了線上線下“米航員”“萬綠湖”航天大米品牌的創(chuàng)建。目前，我國通過航天育種技術所創(chuàng)造的優(yōu)良育種材料超過了2萬份，航天育種品種年種植面積超過了500萬畝，創(chuàng)造的經濟效益超10億元。

一顆良種，就是一把豐收的“金鑰匙”，一代又一代的科研人員為了保障種業(yè)科技自立自強、種源自主可控，每天扎根在田間地頭，觀察著、記錄著、對比著。未來，將有更多優(yōu)質種子遨游宇宙，帶回更加精良的新型品種，讓中國飯碗裝滿中國糧。（葉云彤）

（編輯：劉珊）

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