为什么要培育太空水稻?为什么这些优点从太空来?

作者: 科学兴农

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专家在培育新品种的时候,都是通过特定的环境或者是方法来使种子产生一定的变异,再根据变异的结果进行研究培育,形成新的品种。太空水稻其实就是利用空间诱变育种的方式,将水稻的种子或者是诱变材料送到太空中,利用太空特殊的环境来进行诱变,使得种子产生某种变异,再返回地面培育作物新品种。

那么为什么要培育太空水稻,这些优良品种特性为什么是从太空而来?

之所以要进行太空育种,其实就是因为地面上根本无法模拟这种太空环境。我们都知道在宇宙中有很多离子辐射线和空间磁场,这都是地球没有办法进行模拟的,而且高真空高洁净的宇宙环境也能够让种子产生一些变异。所以太空水稻培育出来的新型品种具有变异大、变幅大、稳定快以及高产优质早熟和抗病力强的特点。

这种水稻品种回到地面进行培育之后,能够有效地缩短杂交育种周期。比如说,经过太空诱变培育出来的航育1号水稻新品种,其植株就比正常的要低14厘米左右,生长周期也缩短13天,而产量却可以增长5%~10%。更矮的植株可以增强水稻的抗倒伏能力,而更短的生长周期可以减少温差,提前收获,并且还能够增加产量。

之所以这些优点从太空中经过诱变而来,是因为太空中的辐射强度要比地球高得多,而且在微重力和高真空的环境下,种子的基因会产生很大的变异,毕竟亿万年来在地球上生长的植物,不管是形态、生理还是进化都受到了地球重力的影响,一旦进入到失重的状态,再加上受到其他的辐射作用,可能就会产生一些本来在地面环境中难以产生的基因变异行为。而这种变异通过专家的研究和培育,提取其中有效有用的部分,在经过深入分析之后可以获得更高的产量、更好的品质。

虽然很多专家对为何水稻能够在复杂的太空环境中产生生理和遗传性状的改变,甚至对未来有何影响,都没有办法作出特别令人信服的解释,但是随着科学的进步和不断探索,未来肯定会有更进一步的说明。毕竟人类的发展史就是一部对世界的探索史,现在地球是人类的家园,但是人类的梦想要向星辰大海出发,要去探索更远的星空、更远的未来。所以说太空水稻育种是一种集航天技术,生物技术和农业育种技术于一体的新途径新方法,也是当今农业领域最尖端的科学技术课题。这不是一两个人或者一两代人就能研究透彻明白的事情,而是要通过不断努力才能获得更多的知识,才能获得更加明确的方向。

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其他网友观点:

太空水稻是利用太空较高的宇宙辐射、变化较为剧烈的温度、微重力等处理水稻种子,虽然在太空中形成,但是产生变异的是生物本身,并不是水稻的“优点”来自太空。

太空育种运用的是生物进化理论原理,即生物会随环境变化而演化。生物演化的基础是种群,太空育种需要送一批种子或者胚胎进入太空,因为太空的高辐射等因素会使植物核酸等复制时出错,而出错的部分就可能成为对水稻在地球生存更有利的因素,比如使水稻产量更高或者使植株变得更高大根系更发达,这一过程是随机的,并不能确定水稻到底会变成啥样,而且不是每一粒种子遭受太空环境影响都一样,所以这些种子拿回地球后并不能直接使用,

需要先种植下去观察植物的性状到底有没有变化,这也使得在育种过程中需要开垦一些试验田,然后初步选择性状发生了对人类有利的变化,然后还需要经过数代的杂交、回交等手段将植物的性状固定下来,成为一种可以广泛种植的优良农作物,在种子基地广泛种植,然后收获种子,不作为口粮,只为推广太空水稻之类的农作物。这种变化是由于生物自身的改变,只不过外界条件是太空环境罢了。

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随着航天技术的发展,现在我国时不时地就会送一些植物上太空,让它们经受太空环境的洗礼,然后培育出具有某种优良性状的种子。但是这种培育方式效率也不是很高,所以现在还有杂交、基因编辑、嵌合体制造等生物技术。现代生物技术主要就应用在为人类找吃的以及为人类治病两方面,虽然有时候会直接改造生物的基因,但是也是利用天然存在的生物基因,只不过加快了生物演化的自然进程,能使植物突然就有了某种性状,比如抗虫棉的抗虫基因,就是利用生物载体植入的外来基因。

这些育种技术都是利用了生物的基本规律,基因是核心,控制着生物的性状,加大植物环境选择压力,使植物能更快地演化出一种新的性状,基本不必担心新产生的农作物品种引发严重的环境问题。而这些技术也证实了现代生物进化理论的正确性,只不过仍是宏观层面的,对某种生物性状形成的具体原因,现代人类还是难以确定机理,就像长颈鹿的脖子为什么那么长,依然是一个谜。

其他网友观点:

对于育种家来说,能否选育出优良品种的关键就是是否具备优良的材料,为了创制优异的育种材料,育种家们最常采用的方法是选择利用自然变异,然而这种变异的幅度实在是太小,一个非常大的群体中可能还无法选育得到一株符合育种理念的材料出来,大大制约了育种的进程。为了解决变异过小的问题,育种家会想尽一切办法创制新的种质资源变异,比如说物理诱变、化学诱变等手段,此外还有一种诱变技术是结合航天技术发展而兴起的航天诱变育种。

航天诱变育种则是通过利用太空微重力以及高辐射的特点,对种子形成诱变,产生新的变异,所以大家在谈到太空育种选育出来的一些农产品的时候,并不是说作物进了太空就能够出现优良性状,性状是相对性的,我们人类所认为的很多优良变异,其实对于作物来说都是违背自身的进化方向的。

这里可以给大家举一个例子,在小学自然课本上有一个例子,说的是物种的繁衍生息,蒲公英种子风媒介传播繁衍,而大豆、油菜在成熟之后角果炸裂而繁衍,其实无论是大豆还是油菜角果炸裂都是不利于我们种植收获的,比如说如今人们在作物成熟时要采用机械收获,角果容易开裂反而意味着在机械轻微碰到的情况下籽粒就会被弹出,造成产量损失,这是不利于产量提升的。如何破解这一难题呢?育种家会选育一些抗裂的品种,然而从自然进化的角度来说,这种抗裂的品种,成熟之后由于角果无法炸裂弹出籽粒,反而非常不利于其繁衍生息。

之所以要进行太空育种,其实就是因为地面上根本无法模拟这种太空环境。

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太空诱变的结果也不一定都是好的,变异具备很大的不定向性,这个突变出来的方向对人来说可能是好的,也可能是坏的,对于育种家来说,可以利用起来的是那些优良的性状,甚至可以说突变的性状中十有八九是不如意的,真正能够中意的真的凤毛麟角。由于在媒体的报道中,一提到什么航天育种、辐射育种等一些所谓新奇、高科技的词汇就忍不住的满篇溢美之词,其实成功了都会有无数的光环围绕,而失败了只是被历史的车轮无情地碾压过去罢了。

太空诱变这种没有定向性的技术其实绝对不会成今后的发展方向,因为注定会被定向的技术所取代,比如如今兴起的基因编辑技术,其能够实现对目标性状的定点性改良,这是物理、化学诱变所不具备的特点。

最后要说的是,大家不要一听到航天、太空育种就觉得多么的高大上,同物理、化学诱变一般,都是诱变的一种,只不过市场上的一些产品一旦披上高科技宣传的外衣,似乎就有点让人乱花渐欲迷人眼了。

◎ 来源| 百家号

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