热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

太空蔬菜为什么没有普及?

2020-08-24 14:17          太空育种 辐射育种
太空蔬菜来自太空育种,而太空育种有着悠久历史了。如果把植物也算作地球生命征服宇宙的航天一员的话,那么在智人大哥的保护下,早在1946年7月,就有植物种子通过美国重新组装的缴获的V2火箭征服太空了。其中第一次成功的回收是在1946年7月30日V2火箭发射的玉米种子,可以说是最早的太空育种,这距离第一个进入太空的人类尤里·加加林早了15年。  
 
太空育种的特点有如下几个:  
1. 宇宙射线。这是最重要的育种因素,在各种宇宙射线的作用下,种子便有了发生基因突变的可能性。
2. 微重力环境。太空中失重,这对植物生长有很大影响,对种子也有一定影响,但由于种子还是送回地面生长,这个影响其实很有限。
3. 需要航天技术。这句话等于废话,没有航天还搞什么太空育种。之所以说一下是因为太空育种需要很高级的航天技术--卫星回收技术。
 
目前全世界只有三个国家有这个技术,美国、俄罗斯和中国。是的,只有这三个国家有可能研究太空育种。 中国是个人口大国、农业大国,对农业新品种的需求比其他国家更加旺盛,所以中国对太空育种的研究非常多,远远超过世界所有其他国家(当然是指超过美国和俄罗斯)。  
1987年起,我国先后试验过13次70多种作物的空间搭载实验,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。一般大家能在媒体上看到的太空蔬菜,都突出一个特点:大!
 
然而也就前些年报道多,为啥航天育种在这几年感觉火爆程度慢慢降低,而且同样是农业大国的美国就不怎么研究这方面呢?也有好几个重要原因
 
1.太空育种成功率太低。
 
在辐射影响下的种子突变概率是极低的,而且完全随机。算上所有的宇宙射线辐射影响,一颗种子发生突变的概率在1%左右,有用的变异恐怕千分之一都不到。比如你为了太空育种出一个黄豆新品种,至少也得带个万儿八千个上去才有意义吧。。。  美国1971年阿波罗14号登月的时候带了500个各种树的种子,在太空中飞了那么久,都到了月球表面又回来了,然而回来之后发现种子们都没有任何变化,种出来还是一个德行,连500棵寿命这么久、长了这么多年的树都没有发现异常,其他的成功率也可以想象。  于是NASA就起名为月亮树(Moon Tree),给全国分分到处种下去了,还作为国礼送给巴西日本瑞典啥的。
 
NASA肯尼迪空间中心门口的月亮树,然而和它的地球兄弟们没有任何区别。  送给白宫的还被白宫给养死了。。不服不行啊   
 
2.太空育种的条件并不具有“唯一性”。
 
育种的方法有很多,各种各样的杂交(水稻)、多倍体杂交(无籽西瓜)、分子育种/基因工程、诱变育种等一大堆,而太空育种只是利用辐射诱变的育种方式之一。即便是辐射诱变育种,在地面也可以轻而易举创造出更稳定、更强、更大突变概率的辐射环境。而失重影响太小,几乎可以忽略不计。   
 
3.太空育种只是新品种出现的起点。
 
太空育种只是完成了第一步,让种子有可能发生突变,但到了地面之后,还是需要培植、筛选、进一步杂交等才可能确定一个新品种。因此上述讲到的30个新品种,只能说它们经历过太空环境,而不是太空直接将它们一次性就改造成了新品种。  普通人理解的太空育种好比是相信上帝会赐予人类新品种,然而事实是目前我们身边几乎所有的品种,都是智人征服世界后用双手和智慧新创造出来的,原品种/野生版本的根本满足不了人类需求。太空育种过后,还需要人类改造才行。   
 
4. 太空育种成本太高
 
没有航天技术,不行;有了航天技术没有可回收技术,也不行;各种技术都有了,动辄带几千几万个种子追求这么低的成功率值得么?要知道国际上往天上运一公斤东西都是差不多10万美元的最低报价,有这么多钱在地面上怎么弄育种设备不行?
 
因此,太空育种成本太高、不具备条件唯一性(可替代)、成功概率太低,所以目前偶尔会做实验,但从来都没有成为育种的主流,目前的品种99.99%还是依赖地面环境。有了基因技术,就更靠谱了。
 
现在的焦点是如何在太空中种菜,把种子带上去,吃新鲜蔬菜,这才是高端的,要克服很多技术。  比如简单一条:失重状态下怎么给蔬菜施肥浇水吧。  因此直到两年前才成功,目前国际空间站在种生菜和尝试种其他的,已经在吃了。
 
当然,我国也不弱,也在天宫二号中尝试了种菜,不过是实验性质没有吃。
 
 
看到这两个朴实无华、相貌平齐、辛勤劳作的中国农民在太空中炫耀种菜成果,隐隐感觉逼格很高的样子。

推荐阅读

利用核技术提高斯里兰卡茶树多样性

斯里兰卡的科学家们,通过国际原子能机构 (IAEA) 的技术合作计划,现在正寻求一种核技术来克服锡兰茶发展障碍,通过增加遗传多样性来提高茶树的生产力。 2021-06-17

地毯式筛选:引导编辑实现水稻定向进化

一年多以前,可实现基因组所有12种单碱基自由转换的引导编辑技术诞生。6月10日,中国科学家在《自然—植物》发表最新研究成果,利用引导编辑技术首次在水稻中实现定向进化,并创制了可供育种的新种质。“我们筛选到了自然界中不存在的,甚至通过理化诱变和基因编辑也难以创制出来的位点。”魏鹏程说。 2021-06-14

菲律宾国家研究人员正在开发 "抗肿瘤 "的薏米作为替代主食作物

科学技术部-菲律宾核研究所(DOST-PNRI)于6月7日星期一宣布,国家研究人员正在利用辐射技术开发具有抗肿瘤和其他医疗特性的薏米,作为国家的替代粮食作物。 2021-06-10

宇宙葡萄藤—将葡萄藤送入太空以助葡萄酒行业在气候变化中求生

在波尔多市郊Villenave-d Ornon的一个温室里,一组科学家正在培育下一代突变葡萄。这项代号为CANES的任务是由法国航空航天初创公司“太空货运无限”、波尔多大学(University of Bordeaux)著名的葡萄酒科学研究所(ISVV)、葡萄种植者Mercier和欧洲航天局(European Space Agency)共同完成的。 2021-05-31

原子园艺简史

饥饿、利润和“和平原子”促使人们尝试用辐射、化学物质和基因操纵来改变农作物。对于那些在气候变化压力下为粮食安全和产量稳定而战的地方,诱变育种是非常关键的。 2021-05-28

阅读排行榜