
我国航天育种科研立项及其进展概况.pdf
6页航天育种高层论坛论文选编 我国航天育种科研立项及其进展概况 戴小枫付长亮 ( 中国农业科学院科技管理局北京,1 0 0 0 8 1 ) 航天育种,也称空间诱变育种,是航天技术与生物技术、农业育种技术相结合的产物, 是在空间环境中高能粒子辐射、微重力、高真空、弱磁场等综合因素影响下,生物材料出现 了某些地球上不能获得的突变,返回地面后进行新种质、新材料的选育、培育新品种的农作 物育种方法航天育种的特点是可能在较短的时间里创造出目前地面上诱变育种方法较难获 得的罕见突变基因资源,变异频率高、变异幅度大,有益变异多,稳定性强,因而有可能通 过进一步的工作,培育出高产、优质、早熟、抗病性强的优良品种 目前,世界上只有美国、俄罗斯和中国3 个国家成功地进行了返回式卫星和宇宙飞船的 发射,因此,我国具有开展航天育种的优势,也是目前唯一开展航天育种研究的国家虽然 从总体上来说,航天育种目前仍处在起步阶段,但已显示出十分诱人的前景,自1 9 8 7 以来, 我国航天专家和育种专家富有独创性地利用返回式卫星或飞船进行了1 3 次搭载试验,进行 了包括植物、农作物种子,真菌等的航天育种研究经国内2 2 个省、市、区7 0 多个研究单 位多年的研究,取得了一批极有价值的研究资料和成果,获得了一些对产量有突破性影响的 罕见突变体,并选育出了一批有应用前景的突变新品系、新品种。
据不完全统计,通过航天 育种的方法,先后已有1 7 个品种通过了国家( 省) 品种委员会审定,4 3 个品种/系进入田 间大面积示范种植和推广阶段 本文简要从“十五”期间我国航天育种科研计划立项情况,航天育种育成的审定新品 种及其产业化现状,航天育种下一步发展思路建议等几个方面进行了阐述,以供参考和讨 论 1 “十五”期间国家科研计划对航天育种的立项情况 航天育种研究经历了由最初的科学家个人兴趣探索,到小范围、小规模的研究,开始被科学 共同体接受而进入国家计划支持序列的曲折发展过程十五”计划实施以来,国家各个部 委分别在相关计划中不同程度地增加或加大了对航天育种的财政支持力度,其中国家自然科 学基金、国家8 6 3 高技术发展计划、国家航天计划、国家发改委高技术产业化计划等都专门 立项支持了航天育种或者与航天育种相关的科研课题与项目 国家8 6 3 计划支持了两个航天育种项目,分别是稻麦航天育种技术创新与新品种选育 ( 编号为2 0 0 2 A A 2 4 1 0 11 ,研究年限为2 0 0 2 —2 0 0 5 年) ,棉花、青椒和番茄育种技术创新和新 1 5 8 航天育种高层论坛论文选编 品种选育( 编号为2 0 0 2 A A 2 4 1 0 2 1 ,研究年限为2 0 0 2 —2 0 0 5 年) 。
通过上述项目的实施,在 充分发挥我国航天技术优势基础上,获得了大量特异性十分突出的新种质、新材料,这些新 种质已广泛应用于常规育种和杂种优势育种,目前已经培育成功了Ⅱ优航1 号,特优航1 号 等多个优良品种,产生了良好的经济效益和社会效益 航空育种相关研究也得到了国家自然科学基金委支持并予以立项,如医学科学院药用植 物研究承担了国家自然科学基金项目“飞船搭载的灵芝空间生物学效应及育种研究( 编号 为3 0 2 7 1 5 8 7 ,研究年限为2 0 0 3 ~2 0 0 5 ) ” 2 航天育种育成的新品种及其产业化现状 我国的航天育种已经开展了近2 0 年的研究,通过1 3 次搭载,将包括粮食作物( 水稻、 棉花、小麦等) 、经济作物( 大豆、芝麻、莲子、油茶等) 、蔬菜( 番茄、黄瓜、青椒等) 、 花卉( 兰花等) 、真菌( 灵芝) 等近百种生物,5 0 0 多个品种、5 0 k g 以上种子及试管苗等材 料送上太空,4 3 个品种/系进入田间大面积示范种植和推广,累计种植面积2 0 万h m 2 以上, 产生了巨大的社会和经济效益 2 .1 作物类太空育种育成的新品种 2 .1 .1 小麦新品种 太空5 号。
河南省农科院小麦研究所通过卫星搭载小麦种子诱变育成的“太空5 号” 是我国利用航天技术育成并审定的第一个优质、高产小麦新品种该品种在河南省信阳组区 试中,产量比对照豫麦1 8 平均增产9 .6 7 %,居第一位经农业部质量检验测试中心( 郑 州) 分析,太空5 号达到国标优质弱筋小麦标准太空5 号于2 0 0 2 年9 月通过河南省品种 审定委员会审定,并获得国家“十五”新品种后补助二等奖 太空6 号太空6 号( 郑麦0 0 2 ) 是河南省农科院小麦研究所采用航天诱变技术与传统 育种技术相结合,利用我国返回式卫星搭载的育种材料,经太空突变后连续多年系统选育而 成,是河南省“九五”重大科技攻关项目以及国家“十五”8 6 3 高科技发展项目的最新研 究成果该品种于2 0 0 3 年9 月通过河南省农作物品种审定委员会审定 2 .1 .2 水稻新品种 航育1 号航育1 号是浙江省农科院作物所利用高秆迟熟晚香糯品种Z R 9 ,通过空间诱 变选育而成的早熟晚糯新品种,于1 9 9 8 年通过了浙江省农作物品种审定委员会审定这是 我国第一个经省级审定的航天育种常规稻新品种 原品种Z R 9 是高秆易倒、迟熟和分蘖力弱但品质优的香型晚粳糯品种。
空间诱变处理 在保持原品种优良品质基础上,改良了其株高和熟期与原品种Z R 9 相比,航育1 号最明 显的变化是株高降低了1 4 c m ,由原来的1 0 4 e m 左右降低到9 0 c m ;播种至抽穗天数缩短了 1 3 d ,由原来的9 1 d 缩短到7 8 d ,而且分蘖能力增强,有效穗增加了近1 倍此外,航育1 号 仍保留Z R 9 的一些优良性状,如叶片厚、挺,叶色浓绿,糯性好,千粒重高等航育1 号 航天育种高层论坛论文选编 15 9 已经成为浙江、湖北、湖南、安徽等一些地区的早熟糯稻主栽品种,目前累计推广2 2 8 万多 亩,社会、经济和生态效益显著 Ⅱ优航1 号Ⅱ优航1 号是福建农科院利用航天育种技术育成的具有高产潜力的新品 种,穗大粒多,植株整齐,抗倒伏性强,抗病虫和耐寒性强,于2 0 0 5 年6 月通过国家农作 物品种审定委员会审定2 0 0 0 年参加杭州中国超级稻展示,在2 5 个供试组合中产量最高, 单产为6 1 5 .6 k g ,比对照汕优6 3 增产2 0 %2 0 0 1 年参加省双晚区试,平均亩产4 4 9 .2 3 k g , 比汕优6 3 增产5 .3 9 %,。
2 0 0 2 年继试,表现突出,产量位居A 组第二,亩产4 5 8 .3 5 k g ,比 对照汕优6 3 增产9 .9 5 %2 0 0 2 ~2 0 0 3 年参加海南三亚国家8 6 3 杂交水稻与转基因植物研发 基地的全国杂交水稻试验试种,产量居全国参试的1 2 6 个新组合( 品种) 第1 3 位2 0 0 3 年 在云南省永胜县涛源乡种植,经专家验收,亩产干谷达到11 6 2 .0 1k g ,创中国航天育种水稻 问世以来的最高纪录,显示了Ⅱ优航1 号超高产栽培的生产潜力经农业部稻米及制品检测 中心检测,Ⅱ优航1 号的4 项指标达到优质米一级标准,6 项指标达到优质米二级标准 特优航1 号特优航1 号是福建农科院利用航天技术,创建新材料选配具有高产潜力的 新组合,将优质、超高产结合于一体,是我国水稻航天育种的重大突破2 0 0 0 年参加福建 省晚杂优区试,比汕优6 3 增产9 .6 6 %,2 0 0 1 年续试,比汕优6 3 增产9 .5 6 %,单产、日产 量均居参试组合首位二年平均比汕优6 3 增产9 .6 1 %,再创“六五”攻关以来全省所有参 加省区试品种、组合产量最高纪录。
两年均居参试组合首位,且增产达9 .5 6 %以上的组合 尚属少有2 0 0 2 年通过福建省品种审定,2 0 0 5 年6 月通过国家品种审定表现高质、稳产、 适应性广、抗稻瘟病,有9 项米质指标达一、二级 华航一号华航一号是华南农业大学农学系1 9 9 6 年利用我国返回式卫星将稻种搭载空 间运行1 5 天后,从地面几百个突变单株中选育而成的高产、优质的水稻新品种该品种属 早、晚兼种型1 9 9 9 年参加省区试名列第一,平均亩产4 7 6 .9 3 公斤华航1 号具有穗大、 粒多、结实率高等特点,增产1 0 %,6 6 7 平方米产量5 0 0 —5 5 0 k g ,2 0 0 1 年通过广东省品种 审定委员会审定 赣早籼4 7 号由江西省抚州地区农业科学研究所通过航天育种培育的籼稻新品种,于 2 0 0 0 年4 月通过江西省农作物品种审定委员会审定,全生育期1 0 8 天,株高8 3 厘米分蘖 力中等,结实率7 2 %,千粒重2 5 .7 克;稻瘟病抗性苗瘟O 级,叶瘟2 级,穗瘟0 级;1 9 9 8 —1 9 9 9 年参加江西省区试,平均亩产3 4 0 .6 公斤,比对照品种赣早籼3 7 号增产显著。
赣晚籼3 3 号江西省抚州市农业科学研究所、中国科学院遗传与发育生物学研究所、 江西省抚州市种子公司等单位共同合作,用“G E R 一3 ”干种子搭载航天卫星,经空间诱变 选育而成的高档优质红米晚籼品种于2 0 0 3 年3 月通过江西省农作物品种审定委员会审定 五工稻1 号五工稻1 号是哈尔滨工业大学与黑龙江省五常市种子公司通过空间环境诱 变而培育的水稻新品种,具有以下显著特点:分蘖力强而分蘖节位低,抗病,耐寒性强,成 熟期早,产量高,垧产可达9 0 0 0 公斤,可跨区种植,生育期1 3 3 天,活动积温2 6 0 0 ℃左右 1 6 0 航天育种高层论坛论文选编 2 0 0 3 年通过了黑龙江省农作物品种审定委员会审定 2 .2 蔬菜类太空育种育成的新品种 2 .2 .1 “宇椒一号”甜椒 黑龙江省农业科学院通过卫星搭载,培育出果大、质佳、抗病、高产适宜作保护地栽培 的新品种“宇椒一号”甜椒1 9 9 9 ~2 0 0 1 年参加省区试,较对照增产,并且表现了较高的 抗病性2 0 0 2 年通过黑龙江省农作物品种审定,宇椒一号成为我国首次通过航天育种培育 成的甜椒新品种 该品种至今已在全国各地累计推广1 1 3 万h m 2 ,从1 9 9 3 年到1 9 9 8 年创造经济效益 4 4 6 .18 4 万元,创社会效益2 5 9 7 .2 8 万元,并于1 9 9 8 年获黑龙江省农业科技进步二等奖。
2 .2 .2 宇番1 号番茄 黑龙江省农科院科技人员以“北京黄”番茄为试材,经多代单选提纯,在1 9 9 2 年把提 纯种子搭载卫星邀游太空,利用宇宙空间强宇宙射线作用和高真空、微重力和较强的辐射强 流等诱使种子发生基因变异育成了宇番一号番茄新品种该品种果型特大、品质优良、果实 呈桔红色、味甜、肉厚、籽少,平均单果重2 5 0 9 ,最大单果重8 0 0 9 ,一般亩产4 0 0 0 — 5 0 0 0 k g 于2 0 0 0 年通过了黑龙江省农作物品种审定委员会的审定命名,是我国利用航天高 科技技术培育成功并被正式审定、命名的第一个蔬菜品种 2 .3 水果类太空育种育成的新品种 航兴1 、2 、3 号西瓜北京大兴区农业科学研究所于1 9 9 6 年利用我国返回式卫星搭载西甜 瓜5 个品种7 4 7 粒种子,在太空遨游1 5 d 后返回地面,每个品种留出一半作为地面对照在 对搭载种子进行单株自交提纯的同时,引进一些纯合的自交系,与搭载后分离提纯的自交系 配制杂交组合,经过多年试种筛选,从中选出两个优良的杂交组合,命名为航兴1 号和航兴 2 号,在2 0 0 0 年、2 0 0 1 年北京市西瓜品种区域试验中,两个品种均表现出高产、耐裂、抗 病、品质好、坐果整齐等优点,于2 0 0 3 年3 月通过北京市品种审定。
随后选育出的航兴3 号于2 0 0 2 年、2 0 0 3 参加北京。
