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太空育種豐都車前首次大規(guī)模野外回歸

發(fā)布時(shí)間:2024-03-14 15:12:00來源: 重慶日報(bào)網(wǎng)

 

  ■在漫長的自然演替中,豐都車前形成了夏季休眠應(yīng)對江水上淹、春季枯水季節(jié)生長繁殖的自然習(xí)性

  ■大規(guī)模野外回歸的太空育種豐都車前,有望在改善三峽庫區(qū)消落帶環(huán)境方面發(fā)揮重要而獨(dú)特的作用

  3月12日,遨游太空“回家”后的珍稀瀕危植物豐都車前,在湖北省宜昌市秭歸縣首次完成大規(guī)模野外回歸。

  豐都車前是三峽庫區(qū)特有的珍稀草本植物,主要分布在重慶市豐都縣境內(nèi),個(gè)體數(shù)量稀少,被稱為“植物大熊貓”。

  2021年10月,豐都車前作為“天選之種”,搭載神舟十三號飛船飛上太空,歷時(shí)183天后返回地球。今年植樹節(jié),這批遨游太空的種子經(jīng)反復(fù)培育篩選后,首次在歷史分布區(qū)域內(nèi)完成大規(guī)模野外回歸。

  豐都車前為什么能成為“天選之種”遨游太空?其品種培育繁殖經(jīng)歷了哪些困難?這次野外回歸有何重要意義?

  4000多顆豐都車前種子在太空遨游了183天

  “三峽水庫蓄水后,兩岸形成了消落帶,豐都車前在改善三峽庫區(qū)消落帶環(huán)境方面有著重要而獨(dú)特的價(jià)值?!睂?shí)施此次行動(dòng)的中國三峽集團(tuán)長江珍稀植物培育基地負(fù)責(zé)人黃桂云說。

  豐都車前是三峽庫區(qū)消漲帶特有的草本植物,最早發(fā)現(xiàn)于豐都縣的一座江心小島,故命名為“豐都車前”。

  隨著河流生境的改變,島上自然繁殖的豐都車前越來越少,逐漸陷入瀕危境地?!霸缭?020年前后,我們便對豐都車前進(jìn)行了跟蹤調(diào)查,這幾年更是加大了培育和保護(hù)力度。但因?yàn)樨S都車前對自然生長環(huán)境要求極為苛刻,野外回歸效果一直不太好?!秉S桂云說,他們從農(nóng)作物太空育種中獲得啟發(fā),決定嘗試?yán)锰照T變技術(shù),改變種子中的遺傳物質(zhì),從而提高豐都車前的生命力和存活率。

  2021年,在得到國家航天航空部門批準(zhǔn)后,首批4000多顆豐都車前種子被放入密封袋子里,搭載神舟十三號飛船,飛入太空。

  “太空環(huán)境中存在輻射、低溫和低氧氣含量等各種極端條件。在這樣一個(gè)環(huán)境中,植物會(huì)調(diào)整自身的生理和生化機(jī)制,進(jìn)而產(chǎn)生基因突變,以適應(yīng)新環(huán)境讓自己生存下來?!秉S桂云說。

  2022年4月,在經(jīng)歷183天的太空之旅后,這批豐都車前種子成功返回地球。

  多次選育,找出最優(yōu)“太空種子”后代

  長江珍稀植物培育基地位于湖北某地的溫室大棚里,一株株豐都車前長勢喜人,寬大的葉片層層疊疊,形狀類似小菠菜。

  “草本植物的生長周期通常只有3—5個(gè)月。這是我們優(yōu)中選優(yōu)培育出的第二代豐都車前植株,其成活率、生長情況都比普通植株更佳。”黃桂云說。

  “上天入地”的豐都車前“太空種子”,能在短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)繁培育嗎?

  “沒想象中那么簡單?!秉S桂云告訴記者,一般種子在太空中的突變率僅為0.05%—0.5%。種子返回地面后,要在人工培育箱、大棚、樣地進(jìn)行多次篩選,只有被宇宙粒子擊中的“幸運(yùn)兒”,才能擴(kuò)繁培育。

  對于這些“上過天”的一代種子,科研人員要進(jìn)行兩輪育種篩選?!拔覀兏鶕?jù)育種需求,進(jìn)行定向選擇?!秉S桂云解釋道,“譬如,要想提高種苗的抗旱性,就得選擇葉片大的植株;要想提高種苗的存活率,就得選擇根系粗壯的植株;要想種苗快速繁殖,就得篩選一些早熟品種?!?/p>

  相較于傳統(tǒng)的地栽選育需要數(shù)年甚至數(shù)十年的跟蹤記錄,太空育種因其高變異率縮短了育種周期,可是也需要2—3年才能選育出理想型的植株。

  “此外,基因突變具有不定向性,并非所有種子都會(huì)往好的方向突變?!秉S桂云說,除了在恒溫大棚里進(jìn)行栽培,在二代選育中,也會(huì)將種苗放置在低溫、干旱等極端環(huán)境中進(jìn)行觀察,以確定種子性能的穩(wěn)定性,“只有符合要求的種子才能留下來?!?/p>

  一款為長江流域?yàn)┩窟吰露ㄖ频摹爱a(chǎn)品”

  扶苗、培土、澆水……3月12日當(dāng)天,秭歸縣豐都車前野外回歸地,眾多志愿者齊心協(xié)力,栽種下一棵棵幼苗。

  “我們之所以選在長江三峽進(jìn)行首次野外回歸,主要是因?yàn)樨S都車前對于改善庫區(qū)消落帶生態(tài)大有裨益?!秉S桂云說,在豐都車前位于江心島的原生地上,就有著與庫區(qū)消落帶類似的河流生境。在漫長的自然演替中,豐都車前形成了夏季休眠應(yīng)對江水上淹、春季枯水季節(jié)生長繁殖的自然習(xí)性,簡直就是一款為長江流域?yàn)┩窟吰露ㄖ频摹爱a(chǎn)品”。

  黃桂云說,首批大規(guī)模野外回歸的太空育種豐都車前,有望在改善三峽庫區(qū)消落帶環(huán)境、維持水域生態(tài)平衡方面表現(xiàn)出獨(dú)特價(jià)值。

  據(jù)了解,近年來,重慶市也對包括豐都車前在內(nèi)的物種繁育回歸進(jìn)行了諸多探索,持續(xù)實(shí)施珍稀瀕危野生動(dòng)植物專項(xiàng)拯救保護(hù)項(xiàng)目,對分布地域狹窄、種群退化、個(gè)體數(shù)量少的物種進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。

  比如江津區(qū)就與西南大學(xué)合作,從2022年5月起,開展對豐都車前的專項(xiàng)調(diào)查研究,成功培育出人工快繁種苗。去年12月,豐都車前在江津龍華鎮(zhèn)完成了小規(guī)模的野外回歸,目前種群生長態(tài)勢良好,固岸護(hù)堤作用顯著。

  此外,我市還對崖柏、銀杉等8種林業(yè)極小種群野生植物,連續(xù)9年實(shí)施就地保護(hù)、種苗繁殖試驗(yàn)、野外回歸、種質(zhì)資源保存等措施,使一批珍稀瀕危野生動(dòng)植物種群數(shù)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)性增長。

  市林業(yè)局相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,接下來,我市還將加強(qiáng)與湖北、湖南、四川等長江經(jīng)濟(jì)帶沿線省市合作,共同攻克珍稀資源性植物繁育難題,讓更多的瀕危珍稀動(dòng)植物重回長江兩岸自然生長。(新重慶-重慶日報(bào)記者 左黎韻)

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  “植物大熊貓”豐都車前

  豐都車前是三峽庫區(qū)特有的多年生珍稀草本植物,主要分布在重慶市豐都縣境內(nèi)。

  與普通車前屬植物相比,其葉形狹長,葉緣有1—5處三角形裂齒。

  因野外分布窄、個(gè)體數(shù)量少,豐都車前被稱為“植物大熊貓”,2021年新發(fā)布的野生植物保護(hù)名錄將其列為國家二級重點(diǎn)保護(hù)野生植物。

  豐都車前根系發(fā)達(dá),根系深扎于石縫間,夏季水位上漲時(shí),植株處于休眠狀態(tài);洪水退卻后,植株基部萌生新芽,重新成片生長。較強(qiáng)的耐水淹特性,使其成為一種優(yōu)良的沙灘固土和固岸護(hù)堤植物。

  此外,豐都車前還具有較高的藥用價(jià)值和園林觀賞價(jià)值,植株3—5月開花,花冠淡黃色,花蕊粉紅,形似車輪,非常美麗。

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  太空“出差”5個(gè)月 重慶的兒菜種子回家了

  本報(bào)訊 (新重慶-重慶日報(bào)首席記者 張亦筑)3月12日,西部(重慶)科學(xué)城發(fā)布消息:市農(nóng)業(yè)科學(xué)院近日收到從特色作物航天搭載移交活動(dòng)上移交的170克太空育種材料。它們在經(jīng)過5個(gè)月的太空“出差”后,順利返回了科學(xué)城。此次搭乘神舟十六號載人飛船完成太空“出差”的共有5個(gè)種質(zhì)資源,其中包括綠豆、水稻、番茄、油菜以及川渝百姓情有獨(dú)鐘的兒菜種子。

  這是重慶首次成規(guī)模、有組織地進(jìn)行太空育種。

  據(jù)介紹,與傳統(tǒng)育種技術(shù)相比,太空育種的最大優(yōu)勢在于空間誘變材料的變異率高、育種周期短,可在較短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)制出高產(chǎn)、抗病、早熟等性質(zhì)優(yōu)良的種質(zhì)資源。

  實(shí)際上,在此之前,市農(nóng)科院就曾將一些種質(zhì)資源送入過太空?!盀榱税研誀罡€(wěn)定、更有特色、更有前景的種子送入太空,這次‘選送’的都是我們的‘王牌’種質(zhì)資源?!笔修r(nóng)科院副研究員石有明說。

  作為川渝兩地秋冬菜品的頂流,兒菜(學(xué)名抱子芥)是十字花科蕓薹屬芥菜種的一個(gè)變種,俗稱角兒菜、芽芽菜。2023年初,兩款表現(xiàn)最優(yōu)的兒菜種子被送入太空。

  “得知種子安全返回,我很開心,滿懷期待!”市農(nóng)科院蔬菜所研究員張誼模說,剛從太空返回的兒菜種子,將進(jìn)入種子庫冷藏保存,預(yù)計(jì)在今年八九月時(shí)播種。

  “播種之后,我們會(huì)減少干預(yù),使其性狀充分表現(xiàn),然后從中找到有益的性狀基因?!睆堈x模表示,希望在3—5年內(nèi)用這批太空種子培育出性狀更好的兒菜。

  種子被譽(yù)為農(nóng)業(yè)的“芯片”。將一粒粒種子送入太空進(jìn)行航天育種,為我國解決種質(zhì)資源“卡脖子”問題,提供了一條前景廣闊的路徑。迄今,我國已多次采用太空育種的方式,培育出新品系、新品種。

  除兒菜種子以外,此次送入太空的“慶油3號”和“慶油8號”油菜種子也是市農(nóng)科院自主選育的優(yōu)質(zhì)品種。其中,誕生于2016年的特高含油品種“慶油3號”,含油量達(dá)49.96%,一舉創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)我國冬油菜區(qū)含油量最高紀(jì)錄。2019年,“慶油8號”再次刷新紀(jì)錄,含油量達(dá)51.54%,又一次領(lǐng)跑全國。

  “‘慶油3號’和‘慶油8號’的性狀已經(jīng)很穩(wěn)定,這次‘送’它們?nèi)ヌ?,是為了?yōu)中造優(yōu),找到含油量更高、更適合機(jī)械化生產(chǎn)的新材料?!敝貞c市油菜產(chǎn)業(yè)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專家黃桃翠說。

(責(zé)編:李文治)

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