曾在中國(guó)空間站內(nèi)茁壯生長(zhǎng)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(chǎng)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(jì)5月將進(jìn)行插秧。
最近30余年,隨著我國(guó)航天活動(dòng)越來(lái)越頻繁,大批“植物航天員”有機(jī)會(huì)遨游太空,并在特殊的環(huán)境下解鎖新能力??诟懈玫男》?、維生素含量更高的線椒……一些“航天味道”在京郊生長(zhǎng),部分蔬果已經(jīng)被端上餐桌。
兩上太空
“小薇”水稻個(gè)子小籽粒不小
上周,一場(chǎng)春雨過(guò)后,小毛驢農(nóng)場(chǎng)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。”該農(nóng)場(chǎng)負(fù)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(chǎng)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(diǎn)突出——“個(gè)子小,籽不小”。它是由中國(guó)科學(xué)院院士錢前團(tuán)隊(duì)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(shì)。
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(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入太空;2022年,它又搭乘問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙飛向中國(guó)空間站,在太空生長(zhǎng)了6個(gè)月,完成全生命周期的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)后,由神舟十四號(hào)飛船帶回地面,重新在地球的土壤里繁育。
該農(nóng)場(chǎng)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(jiàn)到“小薇”幼苗時(shí),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(méi)見(jiàn)過(guò),一開始都不太敢上手?!?/p>
如他所言,科研團(tuán)隊(duì)送來(lái)的2600棵“小薇”幼苗,只用了鞋盒大小的一個(gè)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(xì)的稻苗,我們操作起來(lái)都輕手輕腳,生怕勁兒一大,把小苗給弄傷了,每一株可都是寶貝啊!”石寧笑著回憶。
為了讓這些小苗順利在農(nóng)場(chǎng)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(zhǎng)大成熟。收獲時(shí),丁志芳也吃了一驚——這個(gè)全新的水稻品種成熟后,平均身高僅有約22厘米。
“我們?cè)谶x育‘小薇’時(shí),看中的就是它的超矮稈特性。”中國(guó)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(wú)顯著變化。這意味著在相同的營(yíng)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(zhǎng)繁育的優(yōu)勢(shì)。”
別具特色
一次性種起10層“水稻高樓”
作為太空歸來(lái)的水稻,“小薇”的生長(zhǎng)特性較為特殊,對(duì)水肥管理的要求更高。同時(shí),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(shí)間。
雖然農(nóng)場(chǎng)工作人員都有豐富的種植經(jīng)驗(yàn),但面對(duì)全新品種的農(nóng)作物,要學(xué)習(xí)的知識(shí)還有很多?!叭ツ陝偛逋暄恚拖铝艘粓?chǎng)大雨。秧苗實(shí)在太小了,我們連夜處理,但還是有一些被沖走了?!笔瘜幷f(shuō),雖然損失不算大,但還是給種植團(tuán)隊(duì)提了醒,對(duì)幼苗的守護(hù)要更用心。
種植團(tuán)隊(duì)還成為科研團(tuán)隊(duì)的“助手”,時(shí)刻關(guān)注“小薇”生長(zhǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。去年,該團(tuán)隊(duì)在試驗(yàn)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(shí)通知了科研團(tuán)隊(duì),這種情況如果不及時(shí)處理,可能會(huì)影響最終產(chǎn)量。
接到消息的鄭曉明第一時(shí)間趕到農(nóng)場(chǎng)檢查,最終得出結(jié)論:試驗(yàn)田灌水的時(shí)間、深度不太合理。解決了這兩個(gè)問(wèn)題,秧苗很快恢復(fù)了健康。
在農(nóng)場(chǎng)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(jìn)行示范種植。經(jīng)過(guò)工作人員的精心照料,它們都將茁壯成長(zhǎng)。“上個(gè)月,在懷柔區(qū)科技助力鄉(xiāng)村振興供需對(duì)接會(huì)上,我們又和幾位不同領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)專家‘牽了手’,進(jìn)一步提升農(nóng)場(chǎng)種植培育質(zhì)量?!笔瘜幷f(shuō),農(nóng)場(chǎng)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(chǔ)存技術(shù)等現(xiàn)實(shí)問(wèn)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(lái)了豐收??蒲袌F(tuán)隊(duì)小心地收集起每一粒稻種,將它們帶回實(shí)驗(yàn)室,開展進(jìn)一步的檢測(cè)和研究?!懊恳涣7N子都非常珍貴,我們要通過(guò)基因組測(cè)序、表型分析、營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)等環(huán)節(jié),開展系統(tǒng)研究?!编崟悦髡f(shuō),在田間實(shí)際種植獲得的數(shù)據(jù)也很重要,它們能幫助團(tuán)隊(duì)開展后續(xù)研究,進(jìn)一步提升稻米質(zhì)量。
體型矮小的“小薇”,未來(lái)將在工廠化種植中發(fā)揮重要作用。“傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植是在平面空間進(jìn)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(shì)。預(yù)計(jì)‘小薇’一次性可以種起超過(guò)10層的‘水稻高樓’?!编崟悦髡f(shuō),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(yíng)養(yǎng)來(lái)源之一。我國(guó)在探索深空的過(guò)程中,勢(shì)必要在有限的航天器內(nèi)解決航天員的“吃飯問(wèn)題”。“小薇”就是科研團(tuán)隊(duì)為太空種植專門選育的品種。它占地空間小、生長(zhǎng)周期短。前期的“飛天”經(jīng)歷證明,它在太空的生長(zhǎng)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(guó)科研人員已成功孕育出一系列“航”字頭太空果蔬。我們?cè)谌粘I钪锌赡芤呀?jīng)品嘗過(guò)這些“航天味道”。
“中國(guó)種子”的太空之旅始于1987年——我國(guó)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(guó)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(shí)驗(yàn)已有3000余項(xiàng),育成主糧審定品種240多個(gè),蔬菜、水果、林草、花卉新品種400多個(gè),創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益逾3600億元,年增產(chǎn)糧食約26億公斤。
不過(guò),這些“太空種子”與“小薇”的成長(zhǎng)經(jīng)歷不盡相同。“小薇”在飛上太空前,就已由科研團(tuán)隊(duì)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(huì)發(fā)生脫胎換骨的變化。更直白地說(shuō),“小薇”已經(jīng)在太空生長(zhǎng)過(guò),而別的“太空種子”是從太空回來(lái)后,才在地球開始生長(zhǎng)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?dú)v經(jīng)短則三五年、長(zhǎng)則十余年的培育。最終經(jīng)過(guò)嚴(yán)格審定,“太空新品”才算得到認(rèn)證。
目前在北京有多家“太空農(nóng)場(chǎng)”。位于通州區(qū)于家務(wù)國(guó)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(lái)還更省人工;能長(zhǎng)至6米的“太空蘆竹”,將為我國(guó)能源事業(yè)作出貢獻(xiàn)。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(guò)程中,除了關(guān)注產(chǎn)量、抗病性等需求,科研人員還會(huì)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(shí)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(lái)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)