今年4月，海南省文昌市葫蘆村，華僑們在參觀當(dāng)?shù)氐暮教煊N基地。海南日報記者 李幸璜 攝
■ 本報記者 孫慧
6月26日8時7分，搭乘3名中國航天員的神舟十號載人飛船返回艙在預(yù)定區(qū)域順利著陸。一時間，航天經(jīng)濟又成為了社會關(guān)注的焦點話題。
引人關(guān)注的還有和3名航天員同時“回家”的太空種子，其中，來自海南航天育種示范基地推送的農(nóng)作物種子有12種。
隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展壯大，航天育種也從最初的科研技術(shù)延伸至產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而海南島得天獨厚的地理、氣候、歷史優(yōu)勢使其成為航天育種的天然溫室，海南航天發(fā)射場的建設(shè)更將為航天育種的海南實踐帶來發(fā)展契機。如何借助這些“太空高材生”為海南傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級鋪出一條光明之路？
1.航天育種的海南機遇
從1996年開始，海南種子爭相飛天
在海南，人稱“西瓜寬”的梁亞寬是個響當(dāng)當(dāng)?shù)奈鞴戏N植大戶。這位海南省西瓜專業(yè)技術(shù)協(xié)會、文昌市西瓜專業(yè)技術(shù)協(xié)會的雙料會長，從上世紀(jì)90年代開始，培育出“創(chuàng)利”1號、2號和“瓊州黑美人”等系列優(yōu)質(zhì)西瓜品種，成為海南西瓜種植行業(yè)的領(lǐng)軍人物。
在梁亞寬看來，最讓他引以為豪的就是早在8年前，他就有超前意識踏上了航天育種之路。“當(dāng)初是想增強下品種免疫力，解決西瓜病蟲害泛濫等問題，沒想到育種效果竟然這么好。”
梁亞寬說，他在2005年就將8個品種共350克西瓜種子通過神舟六號飛船送上太空，之后又在2011年選育新品種搭乘了神舟八號飛船升空。第一批8個航天品種中已有3個品種選育成功，和其他品種相比，這3個太空品種抗旱、抗逆性強，產(chǎn)量比原先提高了20%，投放市場后深受消費者歡迎。
“西瓜寬”并不是海南航天育種第一個“吃螃蟹”的人。1996年，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院就利用第17顆返回式衛(wèi)星，將花草種子成功送上太空。之后熱作院也對如木薯、香蕉等熱作物的海南品種開展過航天育種科研，并在2009年成立了航天育種研究中心。很多外地科研單位也看中海南這個天然大溫室，在?？?、陵水等地建立了航天育種基地，培育的品種有水稻、菜椒、玉米等農(nóng)作物。
“開展航天育種科研，海南擁有得天獨厚的優(yōu)勢。”熱作院環(huán)境與植物保護研究所所長易克賢認(rèn)為，海南的地理位置決定了海南的光熱條件好，一年四季皆可進(jìn)行育種，繁育種子在內(nèi)地3年做的工作，在海南只需要1年就能完成。這樣的自然資源優(yōu)勢，吸引了大量種子公司聚集海南進(jìn)行制種科研，使其成為了中國最大的南繁基地。
而海南航天發(fā)射場的建立，為海南航天育種提供了發(fā)展契機。易克賢說，海南本身就是育種的天然溫室，又是中國最大的南繁基地，聚集了全國最頂尖的制種企業(yè)，在整個中國制種行業(yè)中地位舉足輕重，而海南航天發(fā)射場的建立，為海南航天育種提供了天時地利人和的條件。
2011年1月14日，由中國空間技術(shù)研究院和文昌市政府共同建設(shè)的海南航天工程育種基地落戶文昌東路鎮(zhèn)，建設(shè)項目將主要包括航天育種育苗基地和科技研發(fā)中心，未來還將打造成集航天育種和觀光農(nóng)業(yè)于一體的科普教育、航天綠色蔬菜基地和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)。
“海南育種制種條件得天獨厚，聚集國家大部分頂級育種專家。放眼全國，海南最有條件成為種業(yè)大省、種業(yè)強省。”海南航天育種研發(fā)中心技術(shù)總監(jiān)李維國說，航天育種示范基地最初選擇落戶海南文昌，正是看中了海南的地理、氣候、人才資源等優(yōu)勢。
李維國說，就目前而言，海南的航天育種還處于起步階段，還需政府部門、企業(yè)、科研機構(gòu)、農(nóng)戶等多方面的共同努力，大力推進(jìn)高新農(nóng)業(yè)的蓬勃發(fā)展。
2.太空種子豐富百姓生活
從1987年至今，我國有70多個太空農(nóng)作物新品種通過審定
一粒種子，從遨游太空到走入百姓生活要經(jīng)過多少道科研程序？海南農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所所長孟衛(wèi)東為我們解答了這個問題。
“太空之旅僅是航天育種的第一步，一個新品種的培育是可‘育’不可求的，并非種子到太空轉(zhuǎn)一圈回來直接就能種出太空蔬菜那么簡單。”孟衛(wèi)東說，航天育種需要經(jīng)過種子篩選、太空誘變、地面育種三個階段。每次太空遨游歸來的種子都要經(jīng)過4代以上的篩選，選出其中有價值、有推廣前景的種子，待其性能穩(wěn)定后才可以推廣種植。
“傳統(tǒng)的自然育種一般需要8年至10年，但航天育種能將時間縮短一半。這對我國糧食增產(chǎn)、農(nóng)民增收具有重要意義。”孟衛(wèi)東說，我國農(nóng)業(yè)育種正在面臨著自主知識產(chǎn)權(quán)的種質(zhì)資源匱乏的難題，尤其是在蔬菜、大豆等剛性需求的農(nóng)作物上，大多引進(jìn)國外品種種植，這不僅制約了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，甚至影響到整個國家的糧食安全。
民以食為天。糧食安全關(guān)乎整個國家的國際戰(zhàn)略地位，在有限的資源條件下，品種改良是提高糧食產(chǎn)量的重要出路，而航天育種的誘變率高，育種周期短等優(yōu)勢對整個中國制種業(yè)而言，無疑是一門降低時間、人力成本的高新技術(shù)。
經(jīng)過20多年的探索，浩瀚太空正成為我國培育農(nóng)作物新品種的實驗室和育種基地。從1987年至今，我國已成功進(jìn)行24次航天育種搭載實驗，實驗品種達(dá)1200多種，據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)已有70多個太空育種農(nóng)作物新品種通過國家審定，包括小麥、玉米、大豆、油菜、棉花、花生、芝麻、番茄、青椒、苜蓿等作物在內(nèi)的200多個優(yōu)異品種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用。
事實上，聽起來頗為神奇的航天育種離我們并不遙遠(yuǎn)，如今老百姓的餐桌上很多果蔬都是航天育種改良后的品種。李維國說，我國從1987年開始實施航天育種，到上世紀(jì)90年代初航天食品開始走入百姓生活?，F(xiàn)在已經(jīng)有十幾種太空蔬菜和糧食在全國25個省區(qū)市的市場上銷售。航天青椒、航天番茄以其維生素C含量、微量元素含量大而聞名。隨著國內(nèi)航天育種的推廣規(guī)模和種植區(qū)域的進(jìn)一步擴大，越來越多的人能在家門口的菜市場和超市買到這類太空蔬菜。
航天育種也逐漸從一門科研技術(shù)延伸至產(chǎn)業(yè)發(fā)展。如江西廣昌縣的太空蓮，就打出了特色農(nóng)業(yè)品牌，從太空蓮子種植、蓮子深加工產(chǎn)品再到旅游觀光，形成了產(chǎn)業(yè)鏈，并成為了當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)。
3.航天育種的科技優(yōu)勢
從地面到200-400公里高的太空，普通種子變“高手”
1987年8月5日，隨著中國第九顆返回式科學(xué)試驗衛(wèi)星的成功發(fā)射，一批農(nóng)作物種子、菌種和昆蟲等地球植物及生物材料樣本被送向太空，開啟了中國生物材料的首次太空之旅。從此，一粒小小種子將航天技術(shù)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)這兩門各自研究天與地的行業(yè)結(jié)合到一起，產(chǎn)生出一門新的科研技術(shù)———航天育種。
一粒種子搭乘火箭遨游太空后會發(fā)生什么變化?科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在太空中遨游過的種子染色體畸變頻率大有增加，回到地面育種的成果令人稱奇：番茄足有半斤重，辣椒形狀變成螺絲釘，還有特大粒的紅豆、特長的油菜、含鐵量增加69%的巨穗谷子……
“航天育種是一門綜合了宇航、遺傳、輻射、育種等跨學(xué)科的高新技術(shù)。”李維國告訴記者，航天育種是通過返回式衛(wèi)星或其他可回收型空間飛行器將植物種子、組織、器官或生命個體帶到200-400公里的太空中，利用太空物理環(huán)境和地面的差異，如高能離子、微重力、高真空和宇宙磁場等作為誘變因子，使其產(chǎn)生基因突變，再經(jīng)過地面繁殖、篩選，獲得能夠高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、廣適等特點的種子?？臻g誘變具有變異頻率高、幅度大、變異穩(wěn)定快、有益變異多等諸多優(yōu)點，近年來已發(fā)展成為一種育種新途徑。
從1987年的第九顆返回式衛(wèi)星到剛返回地球的“神十”飛船，隨著我國航天技術(shù)的不斷飛躍，航天育種的品種也從各種果蔬種子發(fā)展到微生物菌種、藻類、甚至動物細(xì)胞等。
資料記載，在上世紀(jì)60年代，前蘇聯(lián)和美國的科學(xué)家們就通過返回式衛(wèi)星進(jìn)行植物種子搭載實驗。當(dāng)時實驗的主要目的是想通過探索空間條件下植物生長發(fā)育規(guī)律，以改善人類在空間生存的小環(huán)境。其目的是想使宇宙飛船最終成為“會飛的農(nóng)場”，以解決宇航員在太空的食品自給問題。
“目前，我國的航天育種技術(shù)現(xiàn)已領(lǐng)跑世界。”李維國告訴記者，航天育種雖不是中國首創(chuàng)，但后來美國和前蘇聯(lián)并未將這項技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)品種改良和培育，而是研究重點在于探測空間環(huán)境的安全性，解決人類在太空環(huán)境中的食物供應(yīng)、氧氣來源及生存環(huán)境安全等有關(guān)生命保障支持系統(tǒng)問題，為載人航天服務(wù)。只有我國開創(chuàng)性地進(jìn)行了航天育種研究，同時也取得了一系列矚目成果，受到世界科技界廣泛關(guān)注。
4.海南育種走向高端
從南繁育種到航天育種，海南優(yōu)勢正在發(fā)力
從高新技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，是中國航天育種行業(yè)發(fā)展的一大趨勢。2011年初，航天工程育種正式被國家發(fā)展改革委員會列入為“十二五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。在國內(nèi)大環(huán)境的鼓舞下，海南的“航天育種”事業(yè)也在一步步推進(jìn)。
海南擁有得天獨厚的光照條件，但夏季高溫潮濕，暴雨多發(fā)的氣候也頻繁引發(fā)農(nóng)作物病蟲害。南繁基地是全國種子搖籃，但在植物檢疫、病蟲害預(yù)警與控制手段不足，難以保證育種安全和生態(tài)安全。而航天育種技術(shù)的普及，不僅縮短育種時間減少成本，且可以有針對性的開展植物免疫力、病蟲害等缺陷科研研究，這對于南繁廣大制種企業(yè)看來，無疑是一大福音。
“我們都非?？春煤Ｄ虾教煊N發(fā)展，期待能早日開展航天育種科研。”海南南繁制種分會會長何志軍說，航天育種發(fā)展，將改善海南農(nóng)作物育種生產(chǎn)條件，提高農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量，也將助力海南傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。
長期以來，品種單一化是海南傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸，海南應(yīng)當(dāng)將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級重點放在科技創(chuàng)新上，走科技為先導(dǎo)的發(fā)展思路，實現(xiàn)品牌創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)互動的良性循環(huán)發(fā)展。
辣椒長得像螺絲，葫蘆瓜形狀各異，茄子青、紅、紫顏色多彩……6月28日下午，記者在位于海南省文昌市東路鎮(zhèn)的海南航天工程育種種植基地看到，海南航天育種項目進(jìn)展順利，茄子等多種航天育種瓜菜已結(jié)果，并以其獨特的形狀、個頭、顏色等讓人嘆為觀止。
經(jīng)過為期兩年的建設(shè)，海南航天育種基地一期項目前已經(jīng)竣工。一期項目占地約100畝，目前已投資2360萬元，建設(shè)了高標(biāo)準(zhǔn)溫室大棚，并配有全自動氣象站、自動灌溉施肥系統(tǒng)等。項目有航天產(chǎn)品展示、種子育苗、科研推廣等三大功能。
據(jù)了解，從去年底起，育種基地所種植的辣椒、蘆筍等一些品種的航天育種瓜菜已陸續(xù)上市，并遠(yuǎn)銷上海、廣州等地，受到了市場的歡迎。從這批瓜菜的質(zhì)量和產(chǎn)量上看，整體試種效果比普通品種較好，但還需進(jìn)行進(jìn)一步試種跟蹤觀察。
李維國介紹，海南航天育種研發(fā)中心建設(shè)將分為基地和研發(fā)中心兩部分，基地建設(shè)成集現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技與航天科技于一身的海南農(nóng)業(yè)科普宣傳及航天育種成果展示基地，而研發(fā)中心建成后將擔(dān)當(dāng)起海南南繁基地開展航天育種的科研平臺。
“目前，我國農(nóng)業(yè)科技高端產(chǎn)品缺乏競爭力，90％以上的高端蔬菜花卉品種都依賴進(jìn)口。”李維國說，今后海南完全可以依托研發(fā)中心，通過太空育種打造高端果蔬品牌，走出一條以科技創(chuàng)新助推傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型，開出一條高端產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之路。
據(jù)了解，研發(fā)中心正在針對海南氣候條件和冬季瓜菜種植情況，積極與政府農(nóng)業(yè)等相關(guān)部門合作，逐步開展相應(yīng)蔬菜品種的航天工程育種研發(fā)工作，力爭盡快拿出相應(yīng)的品種進(jìn)行推廣，為海南冬季瓜菜種植提供優(yōu)良的航天種子。（本報三亞7月2日電）
