太空种子即将返回地球,用于生物学和遗传学研究,以加强粮食安全 

原子能机构和粮农组织实验室的种子于2022年11月被送上太空。
美国国家航空航天局
原子能机构和粮农组织实验室的种子于2022年11月被送上太空。

太空种子即将返回地球,用于生物学和遗传学研究,以加强粮食安全 

可持续发展目标

联合国粮食及农业组织和国际原子能机构今天在维也纳联合举行活动,纪念去年11月送入太空的种子即将返回地球。这些种子现已放置在国际空间站内外三个月之久,暴露在全方位宇宙辐射和太空极端温度下。 

这项突破性的实验旨在开发能够适应气候变化并有助于提高全球粮食安全的新作物。据估计,到2050年,世界人口将达到近100亿,显然需要通过科学技术来找到创新的解决方案,以生产更多的粮食,以及更具复原力的作物和更可持续的耕作方法。 

粮农组织总干事屈冬玉本身就是一位经验丰富的植物育种专家。他在会上指出:“大自然的复原力总是令我感到敬畏,同时对于太空种子的探索也令我兴奋不已,因为这将极大地推动当前粮食体系的变革,使之更具有效性、包容性、弹性以及可持续性。” 

三个月的辐射暴露 

2022年11月7日,拟南芥和高粱种子作为前往国际空间站的CRS2 NG-18任务载货量的一部分,从美国弗吉尼亚州国家航空航天局的瓦勒普斯飞行设施发射到太空。12月13日,一半种子被转移到国际空间站外部平台。另一半放置在国际空间站内进行比较,主要暴露在微重力和一定程度的辐射下。 

这项天体植物学研究由粮农组织/原子能机构粮农核技术联合中心开展,旨在探索宇宙辐射对种子的影响,作为正在进行的改良作物品种以抵御气候变化影响和增强全球粮食安全研究的一部分。研究目的是确定恶劣的太空条件(如极端温度和宇宙辐射)是否会引起种子的进化式变化,进而确定这些变化是否有助于植物更好地适应地球上越来越严峻的生长条件。 

当种子下个月从太空返回时,将在粮农组织/原子能机构联合中心管理的塞伯斯多夫原子能机构温室和实验室中发芽生长,以便研究其DNA结构变异和生物效应。这些分析将有助于了解宇宙辐射和太空条件是否会产生对作物改良具有独特价值的影响,从而可能让地球上的人们受益。 

原子能机构总干事格罗西说:“在过去的60年间,原子能机构以及粮农组织的科学家一直致力于探索种子变异以并培育出更加强壮的作物。此次的太空种子是我们对天体生物学的首次探索,这是一个激动人心的领域。相信在不久的将来,这项科学技术可以帮助人类种植出更加强壮的作物并养活更多的人,这将对人们的生活产生重大的影响。”  

植物育种中的宇宙辐射 

因暴露于环境中不同条件而产生的自发突变是所有生物体进化的基础,原子能机构和粮农组织长期以来一直通过粮农组织/原子能机构联合中心,支持各国通过辐射诱变技术寻找具有理想性状的新作物品种,改善粮食和营养安全,增加农民收入。 

之所以选择拟南芥和高粱种子进行研究是因为二者已有大量遗传知识可供分析和比较。拟南芥已被植物学家和遗传学家广泛研究,而高粱是一种半干旱热带地区作物,是许多发展中国家种植的粮食作物。 

近60年来,位于奥地利维也纳的粮农组织/原子能机构联合中心一直在利用辐射加快植物育种研究,以开发新的农作物品种。在植物农业的历史上,自然选择或进化育种(也称为突变育种)一直是作物驯化和植物育种的驱动因素,使植物的基因适应其不断变化的环境,实现作物改良。 

迄今为止,辐射诱发遗传性变异和突变育种已为210多个植物物种开发了超过3400个新品种——包括70个国家的农民种植的众多粮食作物、观赏植物和树木。 

原子能机构的突变体品种数据库载列了各国自愿提供的新品种。约有一半条目由中国、日本、印度和俄罗斯提供。