曾在中國空間站內(nèi)茁壯生長的水稻品種“小薇”,已在北京市懷柔區(qū)橋梓鎮(zhèn)的漫山慢水小毛驢農(nóng)場生根發(fā)芽,繁育后代。目前,新一代“小薇”幼苗正在育苗期,預(yù)計5月將進行插秧。
最近30余年,隨著我國航天活動越來越頻繁,大批“植物航天員”有機會遨游太空,并在特殊的環(huán)境下解鎖新能力??诟懈玫男》选⒕S生素含量更高的線椒……一些“航天味道”在京郊生長,部分蔬果已經(jīng)被端上餐桌。
兩上太空
“小薇”水稻個子小籽粒不小
上周,一場春雨過后,小毛驢農(nóng)場里,冬小麥躥到半人多高,娃娃菜苗正被一株株栽入泥土。在一片綠意間,33畝土地還在等待播種。
“這片地要留給一批新品種水稻,目前正在育苗,其中就包括曾經(jīng)飛上太空的‘小薇’水稻?!痹撧r(nóng)場負責(zé)人石寧介紹,去年,太空“小薇”黃稻、太空“小薇” NIP、太空“小薇”稻9311就已在農(nóng)場落戶,并順利完成了一季繁育。當(dāng)下,最新一批“小薇”幼苗正在萌發(fā)。
與株高1米至1.5米的普通水稻相比,“小薇”水稻的特點突出——“個子小,籽不小”。它是由中國科學(xué)院院士錢前團隊歷經(jīng)十余年培育完成的,兼具株型矮、生物量小、空間利用率高等優(yōu)勢。
作為“植物航天員”,“小薇”曾經(jīng)兩上太空。2016年,它曾乘坐“天宮二號”空間實驗室進入太空;2022年,它又搭乘問天實驗艙飛向中國空間站,在太空生長了6個月,完成全生命周期的生長實驗后,由神舟十四號飛船帶回地面,重新在地球的土壤里繁育。
該農(nóng)場農(nóng)作物種植主管丁志芳今年50多歲,幾乎種了一輩子地,但去年第一次見到“小薇”幼苗時,他還是犯了懵,“正常的水稻苗得有十幾厘米高,這種新苗怎么這么矮?咱是真沒見過,一開始都不太敢上手。”
如他所言,科研團隊送來的2600棵“小薇”幼苗,只用了鞋盒大小的一個盒子就全部裝下了,平均每株苗僅高四五厘米?!俺蛑榷寡坎诉€細的稻苗,我們操作起來都輕手輕腳,生怕勁兒一大,把小苗給弄傷了,每一株可都是寶貝??!”石寧笑著回憶。
為了讓這些小苗順利在農(nóng)場安家,工作人員前后忙活了足足一周,平日里更是精心照料,看著它們慢慢長大成熟。收獲時,丁志芳也吃了一驚——這個全新的水稻品種成熟后,平均身高僅有約22厘米。
“我們在選育‘小薇’時,看中的就是它的超矮稈特性。”中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員鄭曉明揭秘,“雖然株高顯著降低,它的籽粒大小與其他水稻品種相比卻無顯著變化。這意味著在相同的營養(yǎng)條件下,‘小薇’籽粒產(chǎn)量與秸稈重量的比值更高,具備在有限空間內(nèi)生長繁育的優(yōu)勢?!?/p>
別具特色
一次性種起10層“水稻高樓”
作為太空歸來的水稻,“小薇”的生長特性較為特殊,對水肥管理的要求更高。同時,由于基因變異的不確定性,要篩選出穩(wěn)定優(yōu)良的品種,需要投入大量人力和時間。
雖然農(nóng)場工作人員都有豐富的種植經(jīng)驗,但面對全新品種的農(nóng)作物,要學(xué)習(xí)的知識還有很多?!叭ツ陝偛逋暄?,就下了一場大雨。秧苗實在太小了,我們連夜處理,但還是有一些被沖走了?!笔瘜幷f,雖然損失不算大,但還是給種植團隊提了醒,對幼苗的守護要更用心。
種植團隊還成為科研團隊的“助手”,時刻關(guān)注“小薇”生長的各項數(shù)據(jù)。去年,該團隊在試驗田里發(fā)現(xiàn)一些秧苗的根部出現(xiàn)了輕微發(fā)霉現(xiàn)象,就及時通知了科研團隊,這種情況如果不及時處理,可能會影響最終產(chǎn)量。
接到消息的鄭曉明第一時間趕到農(nóng)場檢查,最終得出結(jié)論:試驗田灌水的時間、深度不太合理。解決了這兩個問題,秧苗很快恢復(fù)了健康。
在農(nóng)場里,包括“小薇”在內(nèi)的幾十種全新的農(nóng)作物品種,都在這里進行示范種植。經(jīng)過工作人員的精心照料,它們都將茁壯成長?!吧蟼€月,在懷柔區(qū)科技助力鄉(xiāng)村振興供需對接會上,我們又和幾位不同領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)專家‘牽了手’,進一步提升農(nóng)場種植培育質(zhì)量?!笔瘜幷f,農(nóng)場面臨的果園腐爛病、新品種農(nóng)作物加工研發(fā)、果蔬產(chǎn)品儲存技術(shù)等現(xiàn)實問題,都有了解決辦法。
去年秋季,“小薇”第一次在懷柔的土地上迎來了豐收??蒲袌F隊小心地收集起每一粒稻種,將它們帶回實驗室,開展進一步的檢測和研究?!懊恳涣7N子都非常珍貴,我們要通過基因組測序、表型分析、營養(yǎng)成分檢測等環(huán)節(jié),開展系統(tǒng)研究。”鄭曉明說,在田間實際種植獲得的數(shù)據(jù)也很重要,它們能幫助團隊開展后續(xù)研究,進一步提升稻米質(zhì)量。
體型矮小的“小薇”,未來將在工廠化種植中發(fā)揮重要作用?!皞鹘y(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植是在平面空間進行的,而株型較矮的品種,在立體化多層種植中具有先天優(yōu)勢。預(yù)計‘小薇’一次性可以種起超過10層的‘水稻高樓’?!编崟悦髡f,這種方式能明顯降低生產(chǎn)成本,節(jié)約耕地資源。
隨著科研工作的開展,“小薇”不僅將走上百姓餐桌,還有望成為航天員太空生存的營養(yǎng)來源之一。我國在探索深空的過程中,勢必要在有限的航天器內(nèi)解決航天員的“吃飯問題”?!靶∞薄本褪强蒲袌F隊為太空種植專門選育的品種。它占地空間小、生長周期短。前期的“飛天”經(jīng)歷證明,它在太空的生長狀況良好。
豐富菜籃
“航”字頭果蔬貼近大眾口味
隨著太空育種技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,我國科研人員已成功孕育出一系列“航”字頭太空果蔬。我們在日常生活中可能已經(jīng)品嘗過這些“航天味道”。
“中國種子”的太空之旅始于1987年——我國第九顆返回式衛(wèi)星首次搭載了水稻、辣椒等種子。2023年,中國載人航天工程辦公室發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,利用該工程飛行任務(wù)開展的航天育種搭載實驗已有3000余項,育成主糧審定品種240多個,蔬菜、水果、林草、花卉新品種400多個,創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益逾3600億元,年增產(chǎn)糧食約26億公斤。
不過,這些“太空種子”與“小薇”的成長經(jīng)歷不盡相同?!靶∞薄痹陲w上太空前,就已由科研團隊完成品種選育;而更多的“太空種子”要經(jīng)歷微重力、高輻射等特殊環(huán)境的洗禮,才會發(fā)生脫胎換骨的變化。更直白地說,“小薇”已經(jīng)在太空生長過,而別的“太空種子”是從太空回來后,才在地球開始生長繁衍。
而且不是所有上了太空的種子,都能繁衍出全新的農(nóng)作物品種。在太空,種子的突變概率和突變類型能得到大幅提升,但由于基因變異存在不確定性,要篩選出性狀穩(wěn)定、品質(zhì)優(yōu)良的新品種,要歷經(jīng)短則三五年、長則十余年的培育。最終經(jīng)過嚴格審定,“太空新品”才算得到認證。
目前在北京有多家“太空農(nóng)場”。位于通州區(qū)于家務(wù)國際種業(yè)科技園區(qū)的神舟綠鵬公司就種植了太空辣椒、太空番茄、太空甜瓜等品種。這些農(nóng)作物或在田間播種,或在大棚育苗。其中,“航椒S605”不僅產(chǎn)量高、效益好,種起來還更省人工;能長至6米的“太空蘆竹”,將為我國能源事業(yè)作出貢獻。它們具備的這些珍貴基因資源,在自然界中極難獲得。
在新品種培育過程中,除了關(guān)注產(chǎn)量、抗病性等需求,科研人員還會注重尋找更適合大眾口味的特性。
例如,“航椒S605”在突出辣椒香味的同時降低辣度,更適合華北地區(qū)居民的口味需求;“航粉高糖”吃起來酸甜可口,能讓很多人憶起“童年味道”?,F(xiàn)在,該公司已經(jīng)積累了上千份具有優(yōu)質(zhì)表現(xiàn)和選育潛力的航天搭載育種材料。(劉蘇雅)