 |
| |
2000份植物15天漫游太空 www.thebeijingnews.com · 2006-6-5 8:45:17 ·来源：新京报
专家披露育种卫星的技术条件、搭载的植物与仪器 俄罗斯国际太空站温室内培育的豌豆。航天员将把这些成熟的种子带回地面研究。 太空的特殊环境是太空育种的发生原理。图为太空站中一株植物叶片上停留的水珠，气泡在水珠的正中间，只有在太空中才有这样的现象。
一根黄瓜三斤重，一个青椒一盘菜，神奇的太空作物尽管并未完全进入我们的日常生活。然而通过航天育种而成的太空作物，却让我们对神秘太空有了更多的期待。
太空特殊的环境条件，究竟能给种子带来怎样的影响？
进而人类能否生产出对人体健康具有独特作用的太空食品？今年9月，随着首颗育种卫星的发射，科学研究人员将对种种疑问做进一步的探索。
卫星将在太空运行15天后返回地面。
返回式卫星研制条件成熟
说起育种卫星，中国空间技术研究院返回卫星副总师李春华表示，目前我国已经发射了22颗返回式卫星，技术比较成熟。而航天育种需要的技术条件之一便是返回式卫星，因此就卫星研制来讲科学技术人员已经掌握了比较成熟的经验。
航天育种从开始便与返回式卫星有着不解之缘。
1987年，第9颗返回式卫星随着轰隆一声巨响，飞向遥远太空。由于科学家想探索太空环境是否会对生物遗传发生影响，便带上去一些种子。由此也便展开了“农垦58号”
水稻和青椒等种子的第一次太空之旅。
种子在经过短短几天的太空遨游后，研究人员通过对种子进行培育后发现水稻和青椒种子发生了一些变化。由此便给农业专家以启示———太空环境能够使种子产生变异，有可能成为一种新的育种手段。
此后，从第九颗返回式卫星到去年8月发射的第二十二颗返回式卫星，每次都有各种各样的作物种子上天。“除了返回式卫星外，还包括飞船，都取得了一些成绩。就因为这十几次的飞行实验，经过研究取得成果，农业专家、农业部呼吁能否搞个卫星专门搞此项目的研究，”李春华指出有关部门其实早在十年前便提出搞航天育种项目的建议。
从2004年开始，中国空间技术研究院的研究人员便开始育种卫星的研制。李春华表示育种卫星平台状态与返回式卫星的状态是一致的。研究设计人员只会在一些细节上做些适应性修改。
将搭载2000份植物上天
航天育种过程中，种子会发生一些有益变异，其中包括粗粒或果型增大、产量增多、品质提高和抗病性增强等。
李春华介绍，中国农科院利用航天育种技术育成的“太空辣椒”，单体均重500克，最大重700克，体积是普通辣椒的6倍，“太空番茄”表现出了产量高、皮薄果软、口感好等性状。
经过近二十年的研究，我国航天育种已经在稻类等方面取得了比较大的成绩。中国农业科学院空间技术育种研究中心主任刘录祥研究员指出我国科学工作者15次利用返回式卫星和神舟飞船搭载植物种子，经多年地面种植筛选，先后育成60多个农作物优异新种质、新品系并进入省级以上品种区域试验，其中已通过国家或省级审定的新品种或新组合26个。“目前已经利用航天诱变技术创造出特异种质材料26份，其中几种恢复力强、配合力高、米质较优的水稻和几种早熟、抗病、强筋的小麦新种已进入常规育种及杂交稻育种计划，并为全国多家育种单位引进和利用。”
作为第一颗专用于育种的卫星会搭载哪些作物种子呢？李春华透露根据以往航天育种的经验，现暂定在育种卫星上搭载180组、2000份作物种子和菌类，总计为200公斤左右，其中包括水稻、玉米、棉麻、油料。类似水稻约有30千克，油料约为20千克。
李春华解释这一“作物阵营”是根据以往农业专家做的多次实验得出的结论。种子在经过空间飞行以后，必须返回到地面，经过专业的育种人员至少三到五年的筛选淘汰，并做稳定化试验，从中选出一些有价值的，或有推广应用前景的品系进行试验。而多次实验结果显示，水稻、玉米、棉麻、油料这些种子变异的可能性比较大。另一方面，这些种子是最主要的经济作物，一旦培育成功便会产生比较大的经济效益。
配备测试仪器研究变化
除了作物种子是育种卫星的特殊客人外，此颗卫星还搭载了微重力测量仪、离心机、辐射测量仪等精密仪器，“以往我们在卫星上装的是遥感器，主要用于国土资源勘探及进行大地测量。然而，此次育种卫星的目的有所改变，主要是开展搭载科学试验，探究哪些因素对种子产生变异起着主导作用，因此便在卫星上增加了一些空间环境探测仪器。”
卫星搭载的离心机中会装一些生物样品，在太空环境中让离心机旋转起来，以便日后对辐照影响进行研究。
一大难题
太空中，育种温度要有保障
地面上的种子，其温度环境较为适宜。然而进入太空以后，种子发生诱变需要怎样的温度条件？
在李春华看来，航天育种对航天技术的要求，除了返回式卫星外，另一便是要保证育种所需要的温度，“返回式卫星的技术经过多年的探索发展，已经比较成熟。现在要保证的就是使回收舱内温度保持在10℃至30℃。
在太空中运行，任何物体受到太阳光照射，受射的一面温度要超过100度，背光的一面则约为负100度。
但是在育种试验中，研究人员要使温度总体环境保持在10度到30多度的范围之内。
此外，返回式卫星要回收，尽管返回时只有七八分钟，但期间却要经历与大气层摩擦，此时卫星回收舱表面温度可高达1500多度。
然而舱内的温度也必须保持在20度左右。
李春华表示在卫星中一般会采用热控技术。舱体结构采用烧蚀防热材料，并在形体外面涂有热控涂层。而它的机理便是使得物体吸收率和发射率不同，从而通过吸收率、发射率的不同来控制舱体内温度。“太空中，1平方米面积上，太阳光所辐射的热量相当于1350多瓦。而用了热控涂层后，就将大部分的太阳光能量都反射出去了，吸收的就很小。而背向阳光的那部分就吸收的多，发射的少。从而保持星体的温度水平。”
新知补丁
航天育种：又叫太空育种，是利用航天技术，通过返回式航天器（卫星或飞船），将种子、苗木或菌种带到180~400公里的太空，利用太空的特殊空间环境条件，诱使作物种子或苗木发生基因突变或染色体畸变，筛选出发生有益变异（如粗粒或果型增大、产量增多、品质提高和抗病性增强等）的植株或芽体，进一步选育出新种质或培育出新品种的一种农业高新技术。
空间诱变效应：主要有产量效应、品质效应、生物的刺激效应、形态学效应。
其中产量效应指空间处理后有可能得到产量超过亲本的材料。形态学效应指航天诱变后能获得抗病性变异、穗粒大小变异等形态学变异植株。刺激效应指太空处理后，材料的发芽率受到影响，发芽率或升高或降低，但不同作物，同一作物不同品种对太空环境的敏感性不同。
微重力：失重状态下物体受到的重力。微重力科学是近30多年来，在载人航天热潮中迅速发展的一门前沿学科。
本专题感谢：李春华（中国空间技术研究院总体部副总师、高级工程师）
刘录祥（中国农业科学院空间技术育种研究中心主任、研究员）
孙野青（大连海事大学环境系统生物学研究所所长、教授）
〖 返回顶端 〗 〖 关闭本页 〗 |
|
|
精彩生活 
