1. 宇宙射线。这是最重要的育种因素,在各种宇宙射线的作用下,种子便有了发生基因突变的可能性。
2. 微重力环境。太空中失重,这对植物生长有很大影响,对种子也有一定影响,但由于种子还是送回地面生长,这个影响其实很有限。
3. 需要航天技术。这句话等于废话,没有航天还搞什么太空育种。之所以说一下是因为太空育种需要很高级的航天技术--卫星回收技术。
目前全世界只有三个国家有这个技术,美国、俄罗斯和中国。是的,只有这三个国家有可能研究太空育种。 中国是个人口大国、农业大国,对农业新品种的需求比其他国家更加旺盛,所以中国对太空育种的研究非常多,远远超过世界所有其他国家(当然是指超过美国和俄罗斯)。
1987年起,我国先后试验过13次70多种作物的空间搭载实验,其中目前已通过国家或省级审定的新品种或新组合有30多个。一般大家能在媒体上看到的太空蔬菜,都突出一个特点:大!
然而也就前些年报道多,为啥航天育种在这几年感觉火爆程度慢慢降低,而且同样是农业大国的美国就不怎么研究这方面呢?也有好几个重要原因
1.太空育种成功率太低。
在辐射影响下的种子突变概率是极低的,而且完全随机。算上所有的宇宙射线辐射影响,一颗种子发生突变的概率在1%左右,有用的变异恐怕千分之一都不到。比如你为了太空育种出一个黄豆新品种,至少也得带个万儿八千个上去才有意义吧。。。 美国1971年阿波罗14号登月的时候带了500个各种树的种子,在太空中飞了那么久,都到了月球表面又回来了,然而回来之后发现种子们都没有任何变化,种出来还是一个德行,连500棵寿命这么久、长了这么多年的树都没有发现异常,其他的成功率也可以想象。 于是NASA就起名为月亮树(Moon Tree),给全国分分到处种下去了,还作为国礼送给巴西日本瑞典啥的。
2.太空育种的条件并不具有“唯一性”。
育种的方法有很多,各种各样的杂交(水稻)、多倍体杂交(无籽西瓜)、分子育种/基因工程、诱变育种等一大堆,而太空育种只是利用辐射诱变的育种方式之一。即便是辐射诱变育种,在地面也可以轻而易举创造出更稳定、更强、更大突变概率的辐射环境。而失重影响太小,几乎可以忽略不计。
3.太空育种只是新品种出现的起点。
太空育种只是完成了第一步,让种子有可能发生突变,但到了地面之后,还是需要培植、筛选、进一步杂交等才可能确定一个新品种。因此上述讲到的30个新品种,只能说它们经历过太空环境,而不是太空直接将它们一次性就改造成了新品种。 普通人理解的太空育种好比是相信上帝会赐予人类新品种,然而事实是目前我们身边几乎所有的品种,都是智人征服世界后用双手和智慧新创造出来的,原品种/野生版本的根本满足不了人类需求。太空育种过后,还需要人类改造才行。
4. 太空育种成本太高
没有航天技术,不行;有了航天技术没有可回收技术,也不行;各种技术都有了,动辄带几千几万个种子追求这么低的成功率值得么?要知道国际上往天上运一公斤东西都是差不多10万美元的最低报价,有这么多钱在地面上怎么弄育种设备不行?
因此,太空育种成本太高、不具备条件唯一性(可替代)、成功概率太低,所以目前偶尔会做实验,但从来都没有成为育种的主流,目前的品种99.99%还是依赖地面环境。有了基因技术,就更靠谱了。
现在的焦点是如何在太空中种菜,把种子带上去,吃新鲜蔬菜,这才是高端的,要克服很多技术。 比如简单一条:失重状态下怎么给蔬菜施肥浇水吧。 因此直到两年前才成功,目前国际空间站在种生菜和尝试种其他的,已经在吃了。
当然,我国也不弱,也在天宫二号中尝试了种菜,不过是实验性质没有吃。