近日，我國(guó)成功發(fā)射首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器，開(kāi)啟火星探測(cè)之旅，邁出我國(guó)行星探測(cè)第一步，火星探測(cè)也成為網(wǎng)絡(luò)熱詞，備受關(guān)注。
上一次火星“大火”還是科幻電影《火星救援》熱播的時(shí)候。劇中，宇航員馬克孤立被留在火星上。飛船損毀，補(bǔ)給不足，孤立無(wú)援，為了能在這個(gè)荒涼的紅色星球上活下來(lái)，馬克以糞便為肥料，種起了土豆，彌補(bǔ)供給不足，等待奇跡的到來(lái)。
很多網(wǎng)友會(huì)好奇，為什么飛船中會(huì)備有土豆？其實(shí)，這些土豆本來(lái)的作用是實(shí)驗(yàn)材料，攜帶土豆進(jìn)入太空是為了進(jìn)行“太空育種”實(shí)驗(yàn)。那么，什么是太空育種呢？
什么是太空育種？
太空育種即航天育種，也稱空間誘變育種，是航天技術(shù)與生物育種技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。聽(tīng)起來(lái)似乎種子只要上天轉(zhuǎn)一圈回來(lái)，植物就一定能長(zhǎng)得特別大、營(yíng)養(yǎng)特別豐富。其實(shí)事情可沒(méi)那么簡(jiǎn)單。
有人說(shuō)，太空種子就是把普通種子送往太空，使其在太空中的獨(dú)特環(huán)境下進(jìn)行變異的育種。其實(shí)，太空種子這個(gè)稱呼并不“簡(jiǎn)單”，它有著嚴(yán)格的定義。
首先要進(jìn)行種子篩選，這是太空育種的第一步，帶上太空的種子必須遺傳性穩(wěn)定、綜合性狀好；然后用返回式航天器將種子帶上太空進(jìn)行誘變，返回地面后，再進(jìn)行選育、培植出植物的新種質(zhì)、新材料、新品種；最后進(jìn)行地下攻堅(jiān)，先將它們統(tǒng)統(tǒng)播種下去，然后將選出的種子再播種、篩選，讓它們自交繁殖，如此繁育至少四代后，才有可能獲得遺傳性狀穩(wěn)定的優(yōu)良突變系。
這樣，每次經(jīng)歷太空遨游過(guò)的種子，都要經(jīng)過(guò)連續(xù)四季以上的篩選鑒定，其中的優(yōu)系再經(jīng)過(guò)考驗(yàn)和農(nóng)作物品種審定委員會(huì)的審定，才能稱其為真正的“太空種子”。
誘變表現(xiàn)得十分隨機(jī)，在一定程度上是不可預(yù)見(jiàn)的。太空育種并不是每顆種子都會(huì)發(fā)生基因誘變，其誘變率一般為百分之幾甚至千分之幾，而有益的基因變異僅是千分之三左右。也就是說(shuō)，即便是同樣的種子，搭載同一顆衛(wèi)星，其誘變結(jié)果也可能有所不同。
航天育種是一個(gè)育種研究過(guò)程，種子搭載只是走完萬(wàn)里長(zhǎng)征一小步，不是一上去就“變大”，整個(gè)研究最繁重和最重要的工作是在后續(xù)的地面上完成的。
太空育種和轉(zhuǎn)基因一樣嗎？
有人會(huì)疑惑，太空育種是不是和轉(zhuǎn)基因育種一樣？其實(shí)，這兩種是不同的，太空育種是自身基因的變異，沒(méi)有打破物種界限。而轉(zhuǎn)基因是指將一個(gè)外來(lái)基因移植到另一個(gè)作物當(dāng)中。
我們先來(lái)看看太空育種的原理。在空間環(huán)境中的高能粒子輻射、微重力、高真空等綜合因素協(xié)同作用下，植物種子的DNA被雙鏈擊穿，產(chǎn)生斷裂并重新排序，而地面的誘變技術(shù)只能讓DNA被單鏈擊穿，因此，太空育種變異率更高。以水稻為例，它的自然變異率在二十萬(wàn)分之一左右，化學(xué)誘變的變異率也只有千分之幾，而經(jīng)空間誘變的水稻變異率可達(dá)百分之幾。
可以看出，特殊的空間環(huán)境使得太空育種與傳統(tǒng)地面誘變育種相比，具有變異率高、變異幅度大、有益變異多、穩(wěn)定性能強(qiáng)等特點(diǎn)，因而能夠培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟、多抗良種。此外，太空育種不但能出現(xiàn)一些如產(chǎn)量、株高、生育期、品質(zhì)、抗病性等常規(guī)誘變育種的變異，還能出現(xiàn)一些其他理化因素處理較少出現(xiàn)的特殊變異類型，如果實(shí)早熟、大果型變異，花卉花形變異、花色變異等。
空間誘變植物一般在第四代后狀態(tài)便達(dá)到穩(wěn)定，少數(shù)植物在第三代就可穩(wěn)定。比常規(guī)育種的第六代穩(wěn)定提前兩代，對(duì)縮短育種周期極為有利，可以節(jié)約許多人力物力。
但是，一山更比一山高。相比太空育種，轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)可以更加精準(zhǔn)、高效。轉(zhuǎn)基因育種的優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)跨物種的基因發(fā)掘，拓寬遺傳資源的利用范圍，實(shí)現(xiàn)已知功能基因的定向高效轉(zhuǎn)移，使生物獲得人類需要的特定性狀，為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗農(nóng)業(yè)生物新品種培育提供了新的技術(shù)途徑。
轉(zhuǎn)基因育種是基于對(duì)基因進(jìn)行精確定向操作的育種方法，效率更高，針對(duì)性更強(qiáng)。例如，抗蟲(chóng)棉花就是將蘇云金芽孢桿菌中的殺蟲(chóng)蛋白基因轉(zhuǎn)移到棉花中，從而能夠?qū)Ｒ恍砸种泼掴徬x(chóng)發(fā)生，減少棉鈴蟲(chóng)危害，減少農(nóng)藥使用，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、提質(zhì)增效；抗除草劑作物就是將抗除草劑草甘膦的基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物，從而在使用除草劑(草甘膦)除草時(shí)就能夠做到只除草而不危及作物，既增加了種植密度，有效去除雜草，又能降低勞動(dòng)強(qiáng)度和除草成本，從而能夠提高種植效益。
哪種農(nóng)產(chǎn)品更安全？
不管是傳統(tǒng)育種、太空育種還是轉(zhuǎn)基因育種，公眾最關(guān)心的問(wèn)題莫過(guò)于農(nóng)產(chǎn)品是否安全。
我們知道，在自然環(huán)境中，植物種子實(shí)際上也在發(fā)生變異，只是變異過(guò)程極其緩慢，變異頻率很低。而人類早期的植物育種方法大都是對(duì)自然變異的選擇和利用，并被證明是安全可行的。太空育種是利用空間環(huán)境條件加速生物體的變異過(guò)程，這與自然變異在本質(zhì)上是沒(méi)有區(qū)別的。
此外，太空遨游歸來(lái)的當(dāng)代種子還要經(jīng)過(guò)幾代的田間選育、分子監(jiān)測(cè)，推廣之前還需通過(guò)諸多監(jiān)測(cè)。目前，人們對(duì)航天育種的認(rèn)可率在逐步提高，很多農(nóng)戶會(huì)主動(dòng)去找航天育種的種子。
相比之下，公眾對(duì)于轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品有更多憂慮，其實(shí)大可不必，因?yàn)檗D(zhuǎn)基因食品的安全性是有權(quán)威結(jié)論的，即通過(guò)安全評(píng)價(jià)、獲得安全證書(shū)的轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品都是安全的。轉(zhuǎn)基因食品上市前要通過(guò)嚴(yán)格的安全評(píng)價(jià)和審批程序，而一般食品根本不進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。國(guó)際食品法典委員會(huì)制定的一系列轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)指南，是全球公認(rèn)的食品安全評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。各國(guó)安全評(píng)價(jià)的模式和程序雖然不盡相同，但總的評(píng)價(jià)原則和技術(shù)方法都是按照國(guó)際食品法典委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)制定的。公眾擔(dān)心的毒性問(wèn)題、過(guò)敏問(wèn)題還有營(yíng)養(yǎng)成分的問(wèn)題，都會(huì)通過(guò)安全評(píng)價(jià)逐一排除任何潛在風(fēng)險(xiǎn)。
國(guó)際組織、發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)開(kāi)展了大量的科學(xué)研究，均認(rèn)為上市的轉(zhuǎn)基因食品與傳統(tǒng)食品同樣安全。世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，“目前尚未顯示轉(zhuǎn)基因食品批準(zhǔn)國(guó)的廣大民眾食用轉(zhuǎn)基因食品后對(duì)人體健康產(chǎn)生了任何影響”。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織聯(lián)合世界衛(wèi)生組織、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織，在廣泛充分研討后得出“目前上市的所有轉(zhuǎn)基因食品都是安全的”的結(jié)論。歐盟委員會(huì)歷時(shí)25年，組織500多個(gè)獨(dú)立科學(xué)團(tuán)體參與的130多個(gè)科研項(xiàng)目得出的結(jié)論是，“生物技術(shù)，特別是轉(zhuǎn)基因技術(shù)，并不比傳統(tǒng)育種技術(shù)危險(xiǎn)?！眹?guó)際科學(xué)理事會(huì)認(rèn)為，“現(xiàn)有的轉(zhuǎn)基因作物以及由其制成的食品，已被判定可以安全食用，所使用的檢測(cè)方法被認(rèn)為是合理適當(dāng)?shù)??！庇?guó)皇家醫(yī)學(xué)會(huì)、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院、巴西科學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院、印度國(guó)家科學(xué)院、墨西哥科學(xué)院和第三世界科學(xué)院聯(lián)合出版《轉(zhuǎn)基因植物與世界農(nóng)業(yè)》，認(rèn)為“可以利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)食品，這些食品更有營(yíng)養(yǎng)、儲(chǔ)存更穩(wěn)定，而且原則上更能夠促進(jìn)健康，給工業(yè)化和發(fā)展中國(guó)家的消費(fèi)者帶來(lái)惠益。”
我們相信，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，會(huì)有更多高效、安全的育種方法用于農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，保障全球糧食安全。
