中国航天奔向星辰大海，航天育种产业化还有多久？
2021年6月17日上午9时22分，“神舟十二号”载人航天飞船发射成功，并自主与“天和号”核心舱实现对接。这标志着我国在载人航天领域又取得了一大进展，这是载人航天历史上的里程碑式事件，同时也意味着“天宫”空间站在不久的将来就能够投入运营。国际社会认为，“天宫”空间站不仅仅是某一个国家的成就，更是全世界、全人类共同取得的伟大成就。
此前在2018年9月，我国就首次在天宫二号完成了植物生长全过程实验。天宫二号在发射之际，搭载了一个由中科院上海技术物理研究所研制的微型培养箱，里面种植有粮食作物的典型代表水稻，和绿叶植物的典型代表拟南芥。科研人员成功地通过地面遥控，对留在太空中的培养箱进行温控和浇水，启动了拟南芥和水稻生长，并顺利开花结果。这是我国首次在太空中完成“从种子到种子”全过程的空间植物培养实验。
对于农业而言，“天宫”空间站和系列航天行动，将极大地促进航天育种产业化，推动未来农业的发展。
6月17日，搭载着神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。（来源：新华网）
种子上天，创新落地
航天育种是农业遗传育种、生物技术与航空宇航技术相融合的交叉学科 [1]，它是一种高新科学技术，将辐射、宇航、育种和遗传等学科综合起来，是常规诱变育种技术在航天领域的延伸。
我国于1987年第1次通过返回式卫星对种子等生物材料进行了空间搭载试验，包括神舟飞船在内，至今共开展了生物种质材料搭载30余次[2]，主要是基于农业育种研究，包括5000余种粮食、蔬菜、油料等试验品种，地面选育了4000多个品种，其中已有100多个品种通过了国家或者省部级别鉴定，200多个农作物优良新品种进入品种区域试验，部分品种的品质和产量产生了突破性变异，如太空莲3号、航茄1号、航豇2号等；在示范推广方面，全国共建有航天育种基地、农业示范好种植基地等70余个，覆盖25个省区，种植面积累计超过了200余万hm2，粮食产量增加了约13亿kg[3]。
表 1 我国航天育种三十年大事记[3]
资料来源：《我国航天育种三十年发展现状、问题及建议》
多平台公司入局，产业化提速
我国共吸引全国23个省(市)的70多个单位参加种子搭载试验，通过太空育种，出现一系列优良品种，现对其中部分科研机构和品种进行介绍：
国家植物航天育种工程技术研究中心
中心自成立以来，针对限制我国粮食安全的重大关键性问题，在植物航天生物育种共性关键技术、植物航天育种优异种质创新与重要亲本创制、优质高产多抗广适重大品种培育方面取得显著成绩。其中，在水稻生物育种共性关键技术集成创新、优异水稻骨干亲本创制及重大新品种选育应用方面取得显著成效，获得国家发明专利39项(授权20件）、植物新品种保护权32项(授权19件），发表各类论文100多篇；培育优质高产高抗水稻新品种56个61次通过品种审定，其中超级稻品种4个，新品种大面积推广应用近1亿亩，产生了巨大的社会经济效益。“中心”先后获广东省科技一等奖2项、广东省农业技术推广奖一等奖5项、教育部高等学校优秀成果科技奖二等奖1项、全国农牧渔业丰收奖二等奖1项、广东省专利奖优秀奖1项，为广东乃至全国的水稻育种进步和粮食安全做出了重大贡献。
航天育种产业联盟
航天育种产业创新联盟由中国航天科技集团有限公司、中国农业大学与中国科学院、中国农业科学院所属分院、研究所、中国热带农业科学院、北京林业大学、北京中医药大学、北京市农林科学院、黑龙江省农科院、国家植物航天育种工程技术研究中心、林木育种国家工程实验室、中粮研究院、大北农集团、遥感智慧联盟和神舟绿鹏农业公司等单位发起，全国农业、林草业、中草药、生物医药等领域从事行业育种研究和产业推广。联盟以助力国家未来农业发展和生态环境建设为使命，研究谋划航天育种发展战略建议，开展航天育种科技交流与合作，以技术成果推广应用为导向，以发展航天育种技术与产业为主线，搭建平台以提升航天育种科技创新能力，推动航天育种技术成果转化及其产业化进程。
湖南省核农学与航天育种研究所
湖南省核农学与航天育种研究所是湖南省唯一从事核技术农业应用的科研事业单位，占地面积19.8公顷，注册资本4705万，总资产5681万元，其中固定资产2713万元。拥有全省唯一设计容量200万居里60Co-γ辐照装置。主要从事农作物种质资源创制与利用、农产品辐照保藏等研究。先后主持和承担国家和省部级科技项目60余项，共获科研成果51项，获省部以上奖励28项，其中，水稻水稻育种领域，“湘早糯1号”获国家科技进步三等奖，“湘早籼20号”、“湘早籼21号”、“湘辐994”、“水稻航天辐射共诱变育种新技术研究与应用”等获省科技进步三等奖；辐照加工研究领域，“传统湘味畜禽熟食制品工业化生产新技术研究”，“植物提取物及食品的新型杀菌、杀虫技术研究与应用”等成果获省科技进步三等奖。近年来，获国家发明专利7项、植物新品种保护权2项，在省级以上刊物发表有关研究论文500余篇。
天水神舟绿鹏农业科技有限公司
天水神舟绿鹏农业科技有限公司成立于2001年，专业从事航天农作物新品种选育、制种、推广及产业化开发。现为中国空间技术研究院下属企业，中国航天科技集团公司航天育种创新基地，甘肃省农业产业化重点龙头企业。现拥有通过航天搭载的航天蔬菜、粮油、花卉、牧草等9大类农作物999个品系，通过选择优良变异株系，已育成24207份优异种质材料，育成了38个航天农作物新品种通过了科技成果鉴定和甘肃省农作物新品种审（认）定。育成品种占全国航天农作物新品种总数的46.4%。公司重抓培育成功的航天蔬菜新品种的试验示范、推广和成果转化，积极与种子经销企业（户）、农技推广部门联系、合作建立了种子示范推广合同关系，已在国内25个省区建立了试验示范基地（点）183处，育成新品种已推广应用到甘肃、陕西、宁夏等28个省区，累计推广289万亩，实现农业产值110亿元，实现农业增加值23亿元，为农业增效、农民增收作出了积极贡献。
航天生物育种关键技术的创新和聚合优良多基因新种质的创建，直接促进新品种优质、抗病、丰产综合性状取得全面突破，推动航天育种新品种的培育进程，为农业科研和农业生产做出了贡献。下面介绍几个主要品种：
（1）华航1号水稻，1996年华南农业大学利用卫星搭载广东主栽品种“特籼占13”种子，选育出“华航1号”水稻新品种，比原种增产15％，一般单8250kg/hm2即亩产550kg，生育期比对照缩短10d，米质为1级米，推广面积已超过70000hm2，2001年通过广东省品种审定；
（2）1987年黑龙江农业科学院搭载“龙椒2号”原种，经多代选育出具有果实特大、品质优良的宇椒 1号新品种，门椒及二荚椒平均250～400g，最大果750g，每公顷可达7500～9000kg，比原亲本品种增产 40～50％，果实中Vc及可溶性固形物含量分别高于对照20％和25％，目前已在全国推广10000hm2，2002 年通过品种审定；
（3）1992年黑龙江农业科学院通过卫星搭载组培大黄番茄纯种，经多代选育出“宇番1号”番茄新品种。具有果实特大、品质优良、味甜、肉厚、籽少，平均单果重250g，最大单果重800g。一般亩产4000～5000kg，比原品种增产50％Vc 含量比对照提高33.3％，可溶性固形物提高70％。2003年通过品种审定；
（4）1994年江西广昌白莲研究所卫星搭载种子442粒，选育出“太空莲1、2、3号”新品种，平均单产 9800kg/hm2，比对照增产60％，到2003年止，累计推广17000hm2，新增产值1.5亿元，作为江西省星火计划项目和扶贫支柱产业；
（5）1992年江西农业大学和江西创元生物科技有限公司卫星搭载赣农大6号棉花种子选育出“红鹤1号”棉花新品种。2002年通过省级品种审定，其最大优点是纤维品质特优，纤维长度31mm，比强度 24CN/tex，马克隆值3.5～4.9，属特优质标准品种，其原棉可以代替海岛棉;
（6）1994年黑龙江农业科学院卫星搭载大豆“宝诱17”选育出“航天1号” 大豆新品系，产量为3240kg/hm2, 比对照增产11%，出油率为21.6%。
未来发展趋势及建议
航天育种未来需要做好三件事情：一是要培育出一批高产、优质、抗逆性强的农作物新品种；二是要在理论研究上有突破性进展；三是要做好产业化工作，尽快把科研成果转化为生产力。其中产业化部分需要科研机构与企业紧密合作，才可以实现技术成果的转换。这不仅是一件造福社会的事情，而且有着巨大的市场价值尚待挖掘。
此外，航天育种研究及其产业化发展与国家政策支持和引导息息相关。一方面，太空育种行业需要响应政策支持，跟随国家主流发展方向；另一方面，航天育种产业需要加强一二三产业的融合发展，形成“航天育种基地+休闲观光旅游”多途径的创新经营模式。同时，还应注意品牌的营造，打造高品质、高信誉度的航天品牌。只有这样才可以让“上天”的种子“落下来”，切实助力未来农业发展。
参考资料：
[1] 王侠礼.航天育种的成就与进展.安徽农业科学,2004,32(4):781-782.
[2] 程方,王鑫,王凤娇,刘萱,骆斌.航天育种产业助推现代农业高效发展[J].中国种业,2019(08):1-4.
[3] 薛惠锋,王家胜,周少鹏,程方.我国航天育种三十年发展现状、问题及建议[J].中国航天,2017(12):19-22.
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