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什麼!神14返回帶回了個寶,輻射誘變後的水稻竟然“脫胎換骨”了

由 博文聊科學 發表于 娛樂2023-01-15

簡介也就是說,太空水稻種子若誘變出高產、抗病基因,極有可能改變整個水稻產業格局

袁隆平雜交水稻一直還用嗎

一粒太空水稻能改變水稻產業格局嗎?還真有可能!

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不少網友對太空蔬菜、糧食感到陌生,其實不然,因為晚上吃的青菜中就可能就有太空蔬菜。據瞭解我國審批透過的太空蔬菜新品種已超過了30個,如青椒、芝麻、黃瓜、蓮藕。目前山東、江蘇、河北等多個省份都有太空蔬菜銷售,價格比普通蔬菜高出一大截。

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原因並不是“外來的和尚會念經”,而是因為太空蔬菜在口感、營養上都略勝一籌,其中營養含量比普通蔬菜高出30%。土豆就曾接觸過產量增加了30%的太空西紅柿和維生素含量提升了1。8倍的太空辣椒,令人振奮。

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太空水稻是怎麼來的?

神舟14號飛船在2022年12月4日夜間順利返回後,第三批空間科學實驗樣本包括1個無容器樣品袋和3個生物樣品冷包,立即送往了中科院空間應用工程與技術中心,工作人員對水稻和擬南芥樣板進行了分解和化學固化處理,同時發現了水稻的一些特殊現象。

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這些水稻是在空間站實驗櫃裡培育的,經歷了種子到種子的整個生長過程,這在國際上是第一次。

△從2022年7月29日至11月25日整個實驗持續了120天,其中7月29日注入了促使水稻發育的營養液,此後水稻種子經歷了萌發、幼苗生長、開花結籽。有些網友不知道的是,地面上的早熟水稻也是120天左右成熟。

△航天員進行了3次在軌採集,分別是孕穗期水稻樣品、擬南芥開花期樣品及水稻和擬南芥種子成熟期樣品,其中-80℃的儲存櫃用來儲存孕穗期和開花樣品,4℃低溫儲存櫃儲存種子成熟期樣品。

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上文提到科研人員在太空水稻上發現了一些特殊現象。

首先在空間站發育的矮稈水稻變得更矮,高稈水稻的高度似乎沒受到任何影響,矮稈水稻和高稈水稻的株型變得更為鬆散,像“膨脹”許多,土豆分析可能與水稻突然失去重力而“放肆”生長有關。

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其次,在地面時水稻葉子螺旋生長因受到了重力牽制,變現得不明顯,在軌時水稻螺旋上升運動在空間上更加明顯。

另外水稻在實驗櫃時的開花時間比地面稍微提前了些,不過,灌漿時間卻延長了十幾天,結果導致大多數穎殼不能閉合。

鄭慧瓊是中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員,她是這樣解釋的:水稻的開花時間和穎殼閉合在獲得優質、高產種子中扮演著重要角色,它們是基因的外在表現,究竟有什麼影響,是好是壞還需要進一步分析。

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水稻樣本著陸後科研人員在實驗室也發現了一些不同尋常的地方。

水稻的根系多而雜亂,有的向下生長,有的向上生長,甚至有的橫著生長。其實這並不神秘,種子失去重力束縛後自然會隨機生長。再者水稻的莖的結長出了很多側枝,這在地面上是沒有的,所以研究人員剛接觸水稻時對它的面貌感到吃驚。

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太空水稻安全嗎?它有改變整個產業格局的可能

吃驚過後是驚喜,因為水稻基因極有可能發生了改變。

大家知道太空中的輻射是地面上的60多倍,哪怕航天員待在空間站也要忍受輻射的“摧殘”,而輻射又誘發種子基因蛻變,其中高能質子和γ射線、宇宙射線是輻射誘變DNA的關鍵。和轉基因把外源基因接到DNA上不同,輻射誘變只改變了種子DNA的遺傳序列,並沒有引入外源基因,所以常人眼裡太空種子比轉基因種子更安全、更可靠。

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那太空種子就能立即投放到市場嗎?不能!

種子發生基因誘變是隨機的,可能往利於人的方向誘變,也有可能朝著不利於人的方向誘變。實際中絕大多數太空種子的誘變是無用的,對人有益處的只佔3%左右。

所以太空種子在大規模種植之前還要經歷選育,一般先種下第一代太空種子,記錄形狀;再種下第二代種子針對它們所表現出的不同形狀做篩選,比如想要抗倒伏的小麥,便選擇變矮的植株,想要高產的玉米就選擇棒子大的植株;再將種子連續種下幾代,直至找到性狀穩定的植株。

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那麼一旦選中抗病患、高產的植株就有可能改變整個產業格局。雖然這樣的例子目前沒有在太空種子上出現,但在野生植株上發生了,而野生植株種子與太空種子在DNA層面是一致的。

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以野生大豆為例。2000年美國孟山都公司的專家以交流學習的名義到我國中科院農科所考察,期間用一粒新培育的轉基因大豆種子向我國交換了一粒野生東北大豆種子。就是這一粒野生大豆,孟山都公司從中提取到了高產和抗病基因,用它又培育出了新一代轉基因大豆。

很快孟山都公司在全世界100多個國家瘋狂地註冊專利,結果呢?我國若用他的玉米種子也要拿錢。孟山都靠著這粒野生大豆種子賺了盆滿缽滿。

也就是說,太空水稻種子若誘變出高產、抗病基因,極有可能改變整個水稻產業格局!

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寫在後面

種子關係到全國人民的吃飯問題,近年來我國將其提升到了戰略高度。土豆認為,咱們應從多方面入手,既要搞太空育種,也要搜尋整理野生農作物種子,並不斷加強種子培育技能,只有這樣才不會被其他國家“卡脖子”。

原創:土豆

Tags:水稻種子太空誘變基因