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中国科学院遗传研究所刘敏研究员座客搜狐网

主持人:今天我们有幸请到了太空育种专家刘敏教授,是中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员,博士生导师。刘教授您好,请您给我们介绍一下国外开展太空育种的基本情况。
刘敏:太空育种技术是近年来飞速发展起来的,集航天技术、生物技术和农业育种技术相结合的这样一项农业育种新途径,正日益受到各国科学家的关注。由于太空环境中存在着高能离子辐射,还有微重力、宇宙磁场、超真空这些特殊的情况,所以使植物种子发生了地面上不可能模拟的变化,而这些变化可以有效地应用在农业育种中去,因此这是一个育种新的途径。那么我了解的情况来看,2002年6月美国维斯康新大学空间实验室访问了我们课题组,从座谈当中我们了解到,它们也在从事空间诱变的工作,航天育种工作。他们做的种类很少,一个是玫瑰,把玫瑰带上天,他们的目的是获得高玫瑰油产量的玫瑰突变体,同时他们或做了一项实验是大豆,主要是为了获得优良的大豆性状。我们和俄罗斯有长期的国际和作协议,他们曾经把圣诞树带到了天上,现在大面积种植在西伯利亚和哈萨克斯坦地区,从太空回来的圣诞树长得非常高大。我了解这两个国家的情况就是这样。听我的学生说,美国现在正在加紧研究空间诱变工作,以前他们曾经把这个领域放弃了,但是他们现在又开始重新启动了。
主持人:我国的太空育种从什么时候开始的?进展情况如何?
刘敏:我国的太空育种从1987年开始,最开始只是想看一看种子经过太空搭载会发生什么变化,这项工作到今天为止,据不完全统计,我们国家已经有22个省市都参加了航天育种工作,通过国家品种审定的已经有18个品种,50多个品种在大面积推广,而且这些以前集中在粮食、水稻、小麦还有蔬菜上,已经大面积推广,特别在广西、福建、甘肃都有大面积种植。
主持人:经过太空旅行的种子,本身有一些什么样的变化?
刘敏:由于太空中高真空,宇宙高能离子辐射,宇宙磁场的综合作用,它就使植物DNA链条在特殊的方式下,基因组发生了易位,这样产生一些新的基因形也就是突变体。这就是太空诱变的原因。
主持人:网友很关心太空育种,太空培育出来的果实是不是安全的?
刘敏:就我自己个人认为是安全的,因为太空食品不是转基因食品,我们都知道DNA是一个链条,DNA链条如果是1234,那么在太空环境下发生了易位可能变成1324,但是还是四个基因组没变,如果转基因食品就有一个5基因插入到原来的基因组里面,变成15234,或者12354。太空食品的基因组不多也不少,原来是多少还是多少,而转基因食品基因组多了,因为有外援基因的导入,这是太空食品和转基因食品的本质区别。
主持人:我们看到很多报道,它的果实比在陆地上培育的果实要大很多,这种情况下口味会不会有一些变化?包括重量、外形有哪些变化?
刘敏:太空搭载回来以后不一定都变大,也有变小的,关键是我们的选择目标是选择大的还是选择小的。大部分人都选择大的,比如我们的太空黄瓜“航遗一号”已经通过了国家品种审定,这个黄瓜最大单果重1800克,长度是52厘米。而且最近通过中国食品检测中心检测,VC含量提高了30%,可溶性固形物提高了20%左右,铁提高了40%。这说明太空诱变可以获得高营养成分口感好的突变体。太空菜葫芦里面含有苦瓜素,有人专门挑选经过搭载之后变苦了的菜葫芦,以获得治糖尿病的苦瓜素。
太空菜葫芦平均长度达到了75公分,重量在4公斤左右,最大单果重8公斤,长1米。太空番茄大家都知道,一般重量都在350克左右,而且最大单果达到了375克,它的产量都在一万多斤。另外我们搭载太空长形茄子,一个茄子达到七两,果实的口感非常好,非常鲜嫩。太空甜椒872可溶性固形物提高了20%,我们在天空甜椒中获得了一个黄色的后代和一个红色的后代,我们可以获得太空五彩椒系列,而不是以色列的五彩椒,通过太空诱变获得黄的甜椒和红的甜椒。
主持人:目前能不能从市场上买到太空食品?
刘敏:太空搭载毕竟很少,但是水稻有很多了,小麦也有很多,蔬菜在个别地区有上市的,但是毕竟量比较少。因为我们现在正在准备联合很多菜农共同生产太空食品,我相信在不久的将来大家都能吃到太空蔬菜。
网友:您能不能谈一谈我国在太空育种方面哪些技术是处于国际领先地位的?
刘敏:因为我们是一个农业大国,我们太空育种技术受到很多重视,太空技术方面虽然不是第一位的,但是在太空农业育种方面我认为我们国家应该是第一位的。
主持人:太空育种是否可以使种子的培养周期缩短?
刘敏:常规农业育种就是杂交一般需要八年时间可以获得八年时间,太空育种可以缩短一半的时间,从太空搭载回来以后,在地面上要进行不少于四代的培养,但是必须要种植四代。太空育种是一个很好的能够缩短育种周期的育种方法。
主持人:从太空搭载回来的种子在陆地上培育的程序或者过程是怎么样的?
刘敏:我们实验室是这样做的,首先种子搭载之前要进行种子的纯度检测,保证种子是非常纯的上天。搭载回来以后要进行地面第一次试种,种的时候肯定会出现很多性状分离,比如有长高的有长矮的,有长壮有长弱的,我们对每一株进行检测。特别重视那些有良好变异的单株进行第二代种植,仍然出现非常大的性状分离,第二代的时候把不好形状的全部淘汰掉,第一代不淘汰,因为第一代种子很少。只留下性状好的,植株高大、外形好看的留下这样的,这时候把好的突变体的后代再进行第三代种植。第三代种植把最好性状的种子搜集起来种第四代,一般来说第四代很稳定了,这时候我们可以说我们获得了一个稳定的新的幼苗品种。
网友:经太空搭载过的植物种子培育以后,它们的后代还会再变异吗?
刘敏:这个问题应该考虑到我们自己的育种知识和育种环境。大家都知道种子在它的生长过程中特别要注意它的生长环境,比如很多品种退化不是品种退化了,是因为周围授粉环境不好。比如我种的是太空椒,旁边种了不是太空椒,花粉传过来了,要看看是不是给太空椒创造了良好的繁殖环境。
主持人:在太空停留时间的长短对太空育种的结果有何影响?
刘敏:我们曾经做过一个实验,华南农业大学做过这样一个实验,他们把种子按照顺序排在核激板上,这样等种子回来之后,从核激板上可以探测出来哪一颗种子经过几次高能离子的辐射。并不是高能离子击中的次数越多种子越好,我们并不能得出这个结论,种子在天空中呆的时间越长越好。只要高能离子能够准确击中它的链条,而且重新组合是向着人类需要的方向组合,这样就可以了。俄罗斯和平号空间站搭载的番茄种子赠送给我们,我们发现在和平号空间站搭载了六年时间,但是后代表现并不优于我们航天器搭载20几天的结果,和时间没有太大惋惜。
主持人:神舟号飞船搭载过哪些种类的种子?现在培育情况怎么样?
刘敏:我们国家从开始发射了神舟号飞船以来,我们曾经先后搭载了一些植物种子和试管苗,特别在神舟3号、神舟4号,我们首次成功搭载了植物的试管苗。这个实验在国际上引起广泛重视,《科学》记者曾经采访过我们,对这件事情表示了极大的关注,我们搭载的目的主要是选择那些经济价值高,有市场前景的、有开发前景的品种来搭载,从神舟一号搭载的品种主要有利于西部开发的草种、树种、观赏花卉以及有重要经济价值的一些作物,比如水稻中非常好的品种,还有小麦中非常好的品种而不是泛泛搭载,蔬菜当中的名特优蔬菜。搭载一定选择高经济附加值的。
主持人:有人说玉泉营就能买到太空搭载的花卉,这是真的吗?
刘敏:肯定假的,前一段时间炒作的太空牡丹,就我个人知道是假的。太空花卉现在没有走到市场,特别是试管苗花卉,兰花以及玫瑰、百合都没有走向市场,现在还在实验室阶段在我们自己的温室种植。现在我们正在做这项工作,但是目前还没有投向市场。
主持人:请您介绍一下目前太空花卉种子开出的花是怎么样的?
刘敏:太空花卉育种中我们获得过花卉博览会的奖励,这项成果通过了北京市科委的鉴定,搭载了一串红、万寿菊、醉蝶等等。一串红花期增长,花的颜色更加艳丽,对于国庆摆放花坛非常有利。万寿菊整个株型发生了改变,做到立体开花,一棵万寿菊平均有三百朵花,非常漂亮。醉蝶花朵开得更多,植株更加高大,这些花卉都将陆续推向市场。总体来说主要是花期变长,花朵变大,花朵的朵数增加。
网友:能不能人为控制太空受辐射的强度?
刘敏:控制不了。因为高能离子的辐射是随机的。
网友:太空种子种植和地面的种植方式有什么不同的?
刘敏:太空种子和地面种子的种植方式是一样的。但是对于已经筛选出来比如大果形、丰产类型适当多施一些肥水,因为所需的养分多。
主持人:从神舟号搭载下来的种子能从科学院订购吗?
刘敏:我们正在和中国种子集团建立联系,我们希望我们的种子通过正常渠道出售出去,因为我们是科研单位,我们没有种子经销权。
网友:今年天安门广场有太空花卉的摆放吗?
刘敏:没有。
网友:我国在太空建立太空站应该选用什么样的种子?
刘敏:各国有不同的看法,我们和俄罗斯专家座谈,他们希望今后把搭载重点放在番茄和小麦上,因为这是人类征服宇宙所必须的食品。美国认为应该放在香料或者高附加值的植物上,我也这样认为。今后我们国家搭载应该搭载名特优蔬菜和香料作物、西部开发的草以其获得抗干旱、抗寒的突变体,还有经济树种、绿化树种等等。现在粮食新品种很多很多,我的观点是向高附加值为高效农业服务。
主持人:现在搭载的太空水稻种子与著名的袁隆平教授搭载的水稻种子哪个产量更高?
刘敏:这个说不好,我们搭载的水稻,广西农业大学和福建的水稻产量可以赶得上三系水稻的产量。
主持人:太空育种未来发展前景请您介绍一下。
刘敏:我们重点选择西部开发的草,因为支援大西北,我们继续增大饲草和固沙的草、灌木,同时还要搭载香料作物,还有中草药来提高药价。这是我们要做的事情。当然蔬菜我们也不放弃,我们要选择精品蔬菜种子搭载。花卉主要是搭载试管苗,搭载非常漂亮的有高附加值的花卉。
网友:太空食品将来比一般的食品便宜还是贵?
刘敏:太空食品高产的话应该是一样的,不会贵的。
网友:太空搭载上选择上做了哪些研究工作?
刘敏:我们在神舟3号当时想不仅仅搭种子,要搭试管苗上天,选择了无核提子,唯一的缺点就是果粒比较小,选择它搭载上天以期获得大果形,但是明年才能有结果。在神舟3号飞船也搭载了树莓,长得非常粗壮,明年会结果。同时我们搭载的花卉像紫叶酢酱草,今年在市场上投放了一千盆。
网友:神舟5号会搭载什么样的种子?
刘敏:这个不太清楚。
主持人:对于搭载国家会考虑林业方面的工作吗?
刘敏:搭载工作现在正在考虑林业方面的工作,我们在神舟4号飞船上搭载了美国洪栌、杨树以及红豆杉这三个经济树种,今后我们还会继续搭载树种,同时我们还准备从俄罗斯引进经过和平号空间站搭载的树种。
主持人:神舟一号搭载了哪些?
刘敏:神舟一号主要是搭载花卉和蔬菜种子,没有搭载树种。
主持人:请您介绍一下用返回式卫星搭载的花卉目前的情况,与神舟号有什么区别。
刘敏:从我们种植的情况来看,不管是神舟号搭载的花卉还是返回式地面卫星搭载的花卉没有什么区别,搭载的时间没有什么重要差别。96年搭载了一串红、万寿菊、醉蝶、三色槿、开心菊、麦杆菊等等,发生变化最多的是一串红、万寿菊、醉蝶、三色槿,我们在神舟3号搭载了一串红、万寿菊、孔雀草。目前我们花卉有三个品种,试管苗有三个品种,水稻应该说有一个品种,还有番茄有一个品种,黄瓜有一个品种,这些都是很成熟的。花卉有一串红、万寿菊、醉蝶。农作物我们在神舟3号飞船上搭载了水稻,现在在地面种植三代,表现出非常好的早熟性能,提前成熟25天。这个性状非常好,可以到西部高寒地方去种,让那边的农民也能吃上大米,因为生育期缩短。这项工作我们正在准备明年种到西部去,种到高海拔山区去,如果能够成功,太空水稻就能够给西部农民让他们也吃上大米。
网友:有没有第一代表现很好,第二代就很差了。
刘敏:只要种的时候注意隔离应该没有这种现象,通过第一代实验之后选优之后要稳定四代再种植,如果第一代很大第二代很小,这种可能性不太大。
网友:为什么没有搭载动物的胚胎?而搭载植物?
刘敏:我们搭载过一次,在神舟3号飞船上搭载过鸡蛋,而且现在这些鸡已经长到第二代,应该是有这个先例。我们也曾经设想过搭载一些动物的胚胎上去,但是这个需要很多仪器和设备,只能说是我们正在准备做的工作。太空鸡和地面的鸡还是有一些区别的,具体情况不太清楚。
主持人:搭载动物胚胎需要哪些特殊条件?
刘敏:首先放在液氮罐里,无形当中要占很大的体积和重量。目前有这种想法,但还没有实施。太空搭载对于营养细胞应该说没有什么影响,最主要是对生殖细胞产生影响,如果要搭载动物必须搭载动物的生殖细胞,也就是卵、胚胎这些。
主持人:我国现在有多少个太空种子种植基地?
刘敏:在太空育种中我觉得是一个非常严肃的问题,必须加上科学检测。现在很多人从事太空育种工作,对它的科学性、严谨性重视不够,很多太空育种没有通过太空搭载,或者没有通过正常渠道的太空搭载获得种子,所以这些基地的增产效益不是特别明显。太空搭载必须不是说太空搭载回来之后就叫太空搭载,必须经过地面不少与四代的选育,只有这样我们才能获得遗传性状稳定的优良品种,必须非常科学和严谨。有一些人说太空育种并没有给我们带来好的效益,主要是因为只种了一代,没有接着种四代,没有等到遗传性状稳定就开始推,所以育种失败。在太空育种中的科学性和严谨性,必须要选育四代以上。另外要打假,现在很多人太空一搭载或者太空没搭载就认为这是一个亮点来进行炒作,这是非常不科学的,只会败坏太空育种高科技的名声。太空育种确实需要非常艰苦的田间选育和非常精确的科学检测,没有这两点就谈不上太空育种的成果。
网友:有没有适合东北推广的品种?
刘敏:太空育种目前我们没有考虑那么多,现在主要是面对西部大开发,暂时还没有。如果东北的同志愿意做,欢迎和我们联系。
网友:平时工作中遇到什么烦心的事?
刘敏:工作当中烦心的事太多了。太空育种受到传统农业的挑战,有一些农业育种专家对航天育种会提出这样那样的不同看法,本来看法是很正常的,但是如果牵扯到申请课题的时候卡你,刁难你,而不许你申请课题,这个就是烦心的事了。
主持人:传统专家是否认可咱们实验做出来的成果?
刘敏:育种途径是多种多样的,我并不否认传统农业育种的伟大贡献,我也不否认在传统育种农业育种中有很多品种比航天育种的要好,航天育种是一种手段,没有必要强调一个压制一个,大家都是平起平坐的育种手段。
主持人:最早航天育种是怎么提出来的?
刘敏:非常偶然的一个机会,这是我的前任蒋兴村研究员87年开始做的,这个问题我没办法回答,我是接着他做下去的。
网友:太空食品究竟和我们平时的食品有什么区别?仅仅是污染问题吗?
刘敏:太空食品和普通食品没有什么区别。太空食品是按照人的需要选择出来的品种和正常食品一样,不是转基因食品,也不存在仅仅是污染问题,根本不存在仅仅是污染问题。我前面已经讲了,太空食品不是转基因食品,至于污染是栽培方法的问题,是是否使用农药的问题,是是否使用化肥的问题。
主持人:能介绍一下我国从事太空育种研究机构和研究人员的情况吗?
刘敏:我国从事太空育种的队伍应该说还是主要存在于中国科学院、中国农科院还有航天部以及农科院下属的地方农科院,主要存在于这些地方。太空育种对任何人来说都是一个新生事物,最开始我也是因为偶然的机会从事这项工作的,我一开始不是非常相信它。我只是觉得它是辐射诱变育种的方面,当我们第一次种下太空黄瓜的时候,后来发现能够收获到重1800克长52厘米黄瓜的时候,我才表示了极大的兴趣,从此非常关注它的进展,而且从事了遗传分子生物学的检测工作。
网友:栽培过程当中有没有有趣的事情给您留下了非常深刻的印象?
刘敏:航天育种工作一直得到中央首长的支持,我们在97年大兴建立了航天育种基地,当时姜春云和宋健都来参观了,当时宋健问了我这个问题。你能说清为什么诱变的机理吗?这个对我的触动很大。从此以后我们课题组开展了这方面的研究工作,空间诱变的机理研究这项工作就开始了,到现在为止,我们在国内外学术刊物上发表了十几篇论文,并且和国际开展了学术交流,同时我们做到分子水平的研究工作。在太空育种方面我们太空花卉育种在2001年通过北京市科委的成果鉴定,获得全国第五届花卉博览会银奖。2003年6月我们在甘肃鉴定了航遗一号太空黄瓜,现在正在申报成果。
网友:太空果实现在是否对疾病有一些疗效?比如说肝炎?
刘敏:太空番茄β胡萝卜素含量是普通胡萝卜的3倍,对学生、电脑工作者应该多吃多喝,太空番茄汁颜色非常漂亮,让孩子和电脑工作者得到充足营养。
网友:使用纳米技术能达到太空育种的效果吗?
刘敏:不能。太空环境是目前地面上不可能模拟的。
主持人:下一步太空育种会选择什么样的蔬菜品种?
刘敏:我们准备选一些名特优的蔬菜,丰富我们的菜篮子,多做一些特菜。多品种、好口感还有抗病,可以少使农药。现在产量对农民来说不是最主要的,最主要是口感好,抗病少使用农药,产品花样多。
网友:现在太空育种生产出来的黄瓜被谁给买走了?
刘敏:大部分是制种。
主持人:请解释一下太空育种。
刘敏:太空育种实际叫空间诱变,太空育种技术是航天技术、生物技术和农业育种技术相结合的一种育种手段。
网友:吃过太空育种食品吗?
刘敏:吃过。太空甜椒872可溶性固性物非常高甜味很重,另外口感非常脆爽,比以色列甜椒好吃多了。以色列甜椒我感觉表皮比较厚,太空甜椒872表皮很薄,俄罗斯和平号搭载的番茄味道非常浓郁,果肉果汁非常多。太空茄子种子很少,肉多,一炒就烂了。
主持人:培育太空种子的时候,也用化肥吗?
刘敏:我们一般不用,我们自己配了单独的营养液。我们基础上是用农家肥,我们配了营养液。太空育种绝对要跟上田间观察,这是不可分割的,不可能在实验室里面达到太空育种。光在田间也不行,还要加上分子检测手段。
主持人:目前您从事的太空育种工作在什么地方进行?
刘敏:航天城里面我们和中国空间技术研究院进行合作,有我们的研究基地,在上地建立了我们自己的太空育种基地,大概有20亩地。现在因为天冷已经收了,种的满满的,同时很多人都来参观。
主持人:今年的收获怎么样?
刘敏:今年太空育种基地收入很好,获得两个茄子的新品种,一个辣椒的突变体,同时我们的花卉也都在筛选过程中。
主持人:有没有太空育种方面的宣传片?
刘敏:飞天之路的科教片,我们做了一部分。中央电视台新闻频道最近对我们的实验室进行了报道。

 

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