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航天育种知识

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航天育种

航天育种也称为空间技术育种或太空育种，就是指利用返回式航天器和高空气球等所能达到的空间环境对植物的诱变作用以产生有益变异，在地面选育新种质、新材料，培育新品种的农作物育种新技术。就是让普通种子成为太空种子。

一、什么是航天育种？
太空种子就是把普通种子送往太空，使其在太空中的独特环境下进行变异的育种法详细介绍如下：
阶段一：种子筛选种子筛选是航天育种的第一步，这一程序非常严格，需要专业技术。带上太空的种子必须是遗传性稳定、综合性状好的种子，这样才能保证太空育种的意义。
阶段二：天上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。中国农科院作物科学所航天育种中心主任刘录祥研究员指出：诱变表现得十分随机，在一定程度上是不可预见的。航天育种不是每颗种子都会发生基因诱变，其诱变率一般为百分之几甚至千分之几，而有益的基因变异仅是千分之三左右。即便是同一种作物，不同的品种，搭载同一颗卫星或不同卫星，其结果也可能有所不同，航天育种是一个育种研究过程，种子搭载只是走完万里长征一小步，不是一上去就“变大”，整个研究最繁重和最重要的工作是在后续的地面上完成的。
阶段三：地下攻坚由于这些种子的变化是分子层面的，想分清哪些是我们需要的，必须先将它们统统播种下去，一般从第二代开始筛选突变单株，然后将选出的种子再播种、筛选，让它们自交繁殖，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，期间还要进行品系鉴定、区域化试验等。这样，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”。
二、我国从何时开始进行航天育种的？
1987年8月5日，随着我国第九颗返回式科学试验卫星的成功发射，一批水稻和青椒等农作物种子被送向了遥遥天际，这是我国农作物种子的首次太空之旅。当时搭载作物种子的目的并不是想育种，只是想看看空间环境对植物遗传性是否有影响。但是，科学家们在实验中无意发现，上过天的种子中发生了一些意外的遗传变异，因此人们开始考虑利用这种方式进行农作物航天育种。
三、我国航天育种的主要成就如何？
我国航天育种研究开始于1987年，到目前为止，我国利用返回式卫星先后进行了13次70多种农作物的空间搭载试验，特别是863计划实施以来，我国航天育种关键技术研究取得显著进展，在水稻、小麦、棉花、番茄、青椒和芝麻等作物上诱变培育出一系列高产、优质、多抗的农作物新品种、新品系和新种质，其中目前已通过国家或省级审定的新品种或新组合有30多个，并从中获得了一些有可能对农作物产量和品质产生重要影响的罕见突变材料。航天育种技术已成为快速培育农作物优良品种的重要途径之一，在生产中发挥作用，

为提升我国粮食综合生产能力和农产品市场竞争力提供了重要技术支撑。
四、国外的航天育种情况如何？
早在二十世纪60年代初，前苏联及美国的科学家开始将植物种子搭载卫星上天，在返回地面的种子中发现其染色体畸变频率有较大幅度的增加。二十世纪80年代中期，美国将番茄种子送上太空，在地面试验中也获得了变异的番茄，种子后代无毒，可以食用。1996年至1999年，俄罗斯等国在“和平号”空间站成功种植小麦、白菜和油菜等植物。目前国外根据载人航天的需要，搭载的植物种子主要用于分析空间环境对于宇航员的安全性，探索空间条件下植物生长发育规律，以改善空间人类生存的小环境，其目的在于要使宇宙飞船最终成为“会飞的农场”，最终解决宇航员的食品自给问题。迄今为止，国外尚未见到有关专门利用航天诱变进行农作物育种的研究报道。
五、开展航天育种的意义？
民以食为天，农以种为先。优良品种是农业发展的决定性因素，对提高农作物产量、改善农作物品质具有不可替代的作用。目前，我国的绝大部分农作物新品种都是在常规条件下经过若干年的地面选育培育而成的。我国航天科学家和农业科学家充分发挥了自己的聪明才智，把航天这一最先进的技术领域与农业这一最古老的传统产业相结合，利用航天诱变技术进行农作物育种，对加快我国育种步伐，提高育种质量，探索具有中国特色的新兴育种研究领域具有十分重要的意义。
六、航天育种的基本目标是什么？
航天育种工程项目以我国成熟的返回式卫星技术为平台，生产符合育种工作需要的育种专用返回式卫星一颗、运载火箭一枚，以粮、棉、油、蔬菜、林果花卉等为重点，考虑各种不同作物的不同生态区域，选择9大类2000余份种子材料，进行空间试验，并建设国家农作物航天诱变技术改良中心。种子回收后，经过育种筛选，培育高产、优质、高效的优异新品种，进行推广和普及，并利用地面模拟试验装置研究各种空间环境因素的生物效应与作用机理，探索地面模拟空间环境因素的途径，提高空间技术育种效率。通过航天育种工程项目的实施，拟选育高产、优质、高效的10-15个有重要经济价值的优异新品种，使主栽品种单产提高10%左右，推广面积达到3000万亩~5000万亩，增产粮食20亿斤~30亿斤。
七、发射实践八号育种卫星的意义如何？
我国作为目前世界上仅有的三个（美、俄、中）掌握返回式卫星技术的国家之一，在航天育种领域取得的一系列开创性研究成果，受到世界著名的《自然》和《科学》杂志的关注报道。为了加快我国航天育种诱变机理及相关技术的研究，推动航天育种事业的持续发展，2003年4月，经国务院批准，国家发改委、财政部、国防科工委批复了农业部、中国航天科技集团联合编制的航天育种工程项目可行性研究报告，航天育种工程项目正式启动。实施航天育种工程有利于在广泛开展育种实践的同时，充分加强航天育种应用基础理论的探索和研究，使育种实践和理论基础很好地统一起来，促进航天育种学的建立与发展。通过航天育种机理研究的原始创新和科学积累，可获得一大批突破性的农业新品种和具有我国自主知识产权的航天育种技术。这对于继续保持我国在该领域的国际先进性、创造性及航天育种产品开发方面的世界领先地位，推动航天育种高新技术产业发展具有极其重要的意义。

八、实践八号育种卫星的基本情况？
实践八号育种卫星是我国第一颗以空间诱变育种为主要任务的返回式科学试验卫星。卫星由CZ-2C运载火箭在酒泉卫星发射场发射，运行轨道为倾角63o、近地点187km、远地点463km。在轨运行15天后，在四川遂宁回收，留轨舱进行3天留轨试验。
卫星上装载水稻、麦类、玉米、棉麻、油料、蔬菜、林果花卉、微生物菌种和小杂粮等9大类2020份农作物种子材料，用于进行空间环境下的诱变飞行试验。共包括了152个物种，其中植物133种、微生物16种、动物3种。卫星还装载了多项空间环境探测装置，用于探测空间环境辐射、微重力和地磁场等环境要素，开展空间环境要素诱变育种的对比研究。
九、人吃了“太空菜”安全吗？
航天品种是安全的。在自然环境中，植物种子实际上也在发生变异，只是这个变异过程极其缓慢，变异频率很低，我们称其为自然变异。早期的植物系统育种方法大都是对这种自然变异的选择和利用，实践证明是安全可行的。航天育种是人们有意识地利用空间环境条件加速生物体的这一变异过程，这种变异我们称其为人工变异。这两种变异在本质上是没有区别的。由于太空种子的变异基因还是地面原来种子本身基因变异的产物，事实上它并没有导入其他对人类有害的新基因。此外，即使太空飞行归来的当代种子（非直接食用），经严格的专业检测也没有发现它增加任何放射性。