空间育种与粮食安全

岳福菊

（中国农业科学院农业信息研究所 北京 100081）

中国是一个有13亿人口的大国，解决吃饭问题始终是国计民生的头等大事。粮食安全关系国民经济发展和社会稳定的全局。党的十七大明确提出，要确保国家粮食安全。党的十七大三中全会通过的《中共中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决定》进一步指出，粮食安全任何时候都不能放松，必须常抓不懈。然而，随着中国工业化、城镇化的快速发展，人口增加和人民生活水平提高，粮食消费需求呈刚性增长；耕地减少、水资源短缺、气候变化等因素对粮食生产的约束日益突出，中国粮食供需将长期处于紧平衡状态，保障粮食安全面临着严峻挑战。因此，靠政策、靠科技、靠投入，最终要靠科学解决问题。要在以自然资源为基础的农业，向以科学为基础的现代农业转化的粮食增产中，更多地依靠科学技术进步和创新，加强包括空间诱变育种等高新技术研究与开发，力争取得重要进展和新的突破，为确保国家粮食安全做出新的贡献［1］。

空间诱变育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的高技术，是加快育种进程，缩短育种周期，提高育种效益的有效途径之一，是一项具有国际先进性和创新性的重大科学工程［2］。自1978年以来，中国利用返回式卫星（15次）和飞船（6次）进行生物搭载试验，主要包括农作物品种、昆虫、菌类和藻类等2 500多种，约200kg。2006年9月专门发射实践8号育种卫星，搭载品种2 000余种，总重量约300kg。经过空间处理后，在地面种植的农作物，诱发出许多珍贵的突变体，选育出一批优良新品种、新品系，其中已通过省和国家农作物品种审定委员会审定的农作物新品种约30余个，即水稻8个、小麦2个、棉花2个、芝麻1个、青椒2个、番茄2个、西瓜3个、哈密瓜2个、莲籽3个、花卉5个、牧草2个等。还有一批农作物新品系、优异菌株和种质资源［3］。同时，空间诱变育种机理研究也取得了重要进展，结果表明，空间诱变会影响植物细胞器官，如叶绿体、线绿体以及光合作用和新陈代谢。影响细胞间的信号传导及生长素甚至基因序列的改变等。这些为空间试验研究提供了理论依据［4］。

福建省农业科学院选育的超级杂交稻恢复系“航1号”，以及用其配制的超级杂交稻新组合“特优航1号”和“Ⅱ航1号”，稻米品质显著改善，蛋白质含量分别达到10.7%和10.8%，比对照（Ⅱ明86） 分别高出1.9%和2.0%。“特优航1号”2002年12月通过了福建省农作物品种审定委员会审定（闽审稻2003002），2004年通过了浙江省农作物品种审定委员会审定（浙审稻2004015），2005年通过了国家农作物品种审定委员会审定（国审稻2005007）；“Ⅱ航1号”2004年通过了福建省农作物品种审定委员会审定（闽审稻2004003），2005年通过了国家农作物品种审定委员会审定（国审稻2005023）。“特优航1号”2004年在福建省尤溪县管前镇村尾村中稻8.06hm2，平均每667m2产量849.6kg。同年，在福建省建阳市麻沙镇江坊村烟后稻示范68.2hm2，每667m2产量611.3kg，比对照组合特优70增产17.56%。“Ⅱ优航1号”2004年在福建省尤溪县作再生稻连片示范，6.73hm2头季稻平均每667m2产量为干谷928.3kg，是当时国内百亩连片示范单产超过900kg的超级稻组合，2004年再生季单产干谷 521.4kg［5］。

湖南省原子能农业应用研究所利用航天诱变与辐射诱变相结合方法进行水稻新种质、新品种选育，显著地提高了突变频率和突变类型，提高了诱变育种的选择效果，选育出两系杂交水稻新组合“培两优721”，不仅产量较高，而且米质也好，开始在湖南稻区推广［6］。

河南省农业科学院利用返回式卫星搭载小麦进行诱变，可获得一些有益的变异。先后选育出小麦新品种“太空5号”和“太空6号”。其中“太空6号”产量和品质均比原品种豫麦13有所提高，2003年通过河南省农作物品种审定委员会审定。千亩单产达到562kg，百亩单产突破600kg。目前在河南省种植面积超过6万hm2［7］。

山东省烟台市农业科学研究院1995年以鲁麦14号航天诱变后代烟航2号为母本，以烟农15为父本杂交选育的早熟、高产、稳产、中强筋、抗病小麦新品种。2004～2006年在山东省中高肥B组区试中，平均每667m2产量521.0kg，比对照鲁麦14和济麦19平均增产6.8%；2006～2007年在山东省中高肥生产试验中，平均每667m2产量489.7kg，比对照济麦19增产7.25%。2007年9月通过山东省农作物品种审定委员会审定，开始在黄淮麦区推广。

黑龙江省农业科学院1994年利用返回式卫星搭载大豆“宝诱17”进行诱变，并在地面进行系统选育，选育出大豆新品种“航天1号”［8］，具有高产、优质、适应性广、抗病性等特点，开始在生产上推广。

此外，还有江西省农作物品种审定委员会通过审定的水稻新品种赣早籼47号（v5025水稻）、赣晚籼33号（v205189水稻）、湖南省农作物品种审定委员会通过审定的水稻新品种宇航3号（中熟早籼稻）、宇航4号（中熟早籼稻）、广东省农作物品种审定委员会通过审定的水稻新品种华航1号（中熟早籼稻）、四川省农作物品种审定委员会通过审定的水稻新品种花香A、浙江省农作物品种审定委员会通过审定的水稻新品种航天36、山东省农作物品种审定委员会通过审定的小麦新品种烟农5158、河南省农作物品种审定委员会通过审定的小麦新品种太空5号等，已在各地推广应用，粮食增产、农民增收，经济效益和社会效益比较明显。

各地的实践证明，空间诱变育种可以加快育种进程，缩短育种周期，提高育种效益，是农作物新品种选育的有效途径之一。

为贯彻落实《国家粮食安全中长期规划纲要（2008～2020年）》精神，提高粮食科技支撑能力和自主创新水平，应切实加强空间诱变育及其机理研究，继续列入“十二五”国家主体科技计划和行业科技计划，予以支持；组织跨部门、跨行业、多学科大协作，提倡联合攻关，克服部门所有，各自为战，力量分散，浪费科技资源的状况；要制定空间诱变育种工作规范，从农作物品种空间搭载，到地面种植选育程序和方法，以及品种试验示范、品种审定和品种推广，实现规范化、标准化；要做好空间诱变育种知识产权保护工作，防止技术欺诈、虚假商业炒作和侵权行为，维护科技工作者合法权益，更好地为粮食安全服务。

［1］许世卫.国家粮食安全目标与风险预警.空间诱变育种与粮食安全论坛论文选编，2008，11：20～29

［2］沈桂芳，孙永成，钦天钧.中国航天诱变育种搭载试验综述.航天育种高层论坛论文选编，2005，10：1～6

［3］温贤芳，张龙，戴维序，等.天地结合开展我国空间诱变育种研究.核农学报，2004，18（4）：241～246

［4］刘敏，薛准，潘毅，等.地球外空间环境引起植物变异的研究进展.细胞生物学杂志，2003，25（3）：160～163

［5］谢华安，李义珍，姜照伟，等.再生稻超高产结构及其调控.航天育种高层论坛论文选编，2005，10：56～65

［6］庞伯良，朱校奇，等.“培两优721”的选育兼谈高空诱变育种.激光生物学报，2002，11（4）：280～282

［7］吴政卿，雷振生，林作楫，等.优质弱筋小麦新品种太空5号的选育及其特征特性，作物杂志，2004，5：55～59

［8］吕世柱.卫星搭载培育大豆新品种.空间诱变育种与粮食安全论坛论文选编，2008，11：115～120