太空育種豐都車前首次大規模野外回歸
湖北宜昌秭歸縣，志愿者在實施豐都車前野外回歸。（受訪者供圖）
豐都車前。（受訪者供圖）
■在漫長的自然演替中，豐都車前形成了夏季休眠應對江水上淹、春季枯水季節生長繁殖的自然習性
■大規模野外回歸的太空育種豐都車前，有望在改善三峽庫區消落帶環境方面發揮重要而獨特的作用
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模野外回歸。
豐都車前是三峽庫區特有的珍稀草本植物，主要分布在重慶市豐都縣境內，個體數量稀少，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183天后返回地球。今年植樹節，這批遨游太空的種子經反復培育篩選后，首次在歷史分布區域內完成大規模野外回歸。
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消落帶環境方面有著重要而獨特的價值。”實施此次行動的中國三峽集團長江珍稀植物培育基地負責人黃桂云說。
豐都車前是三峽庫區消漲帶特有的草本植物，最早發現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。“早在2020年前后，我們便對豐都車前進行了跟蹤調查，這幾年更是加大了培育和保護力度。但因為豐都車前對自然生長環境要求極為苛刻，野外回歸效果一直不太好。”黃桂云說，他們從農作物太空育種中獲得啟發，決定嘗試利用太空誘變技術，改變種子中的遺傳物質，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。在這樣一個環境中，植物會調整自身的生理和生化機制，進而產生基因突變，以適應新環境讓自己生存下來。”黃桂云說。
2022年4月，在經歷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“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個月。這是我們優中選優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”，能在短時間內擴繁培育嗎？
“沒想象中那么簡單。”黃桂云告訴記者，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、樣地進行多次篩選，只有被宇宙粒子擊中的“幸運兒”，才能擴繁培育。
對于這些“上過天”的一代種子，科研人員要進行兩輪育種篩選。“我們根據育種需求，進行定向選擇。”黃桂云解釋道，“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。”
相較于傳統的地栽選育需要數年甚至數十年的跟蹤記錄，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，并非所有種子都會往好的方向突變。”黃桂云說，除了在恒溫大棚里進行栽培，在二代選育中，也會將種苗放置在低溫、干旱等極端環境中進行觀察，以確定種子性能的穩定性，“只有符合要求的種子才能留下來。”
一款為長江流域灘涂邊坡定制的“產品”
扶苗、培土、澆水……3月12日當天，秭歸縣豐都車前野外回歸地，眾多志愿者齊心協力，栽種下一棵棵幼苗。
“我們之所以選在長江三峽進行首次野外回歸，主要是因為豐都車前對于改善庫區消落帶生態大有裨益。”黃桂云說，在豐都車前位于江心島的原生地上，就有著與庫區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對江水上淹、春季枯水季節生長繁殖的自然習性，簡直就是一款為長江流域灘涂邊坡定制的“產品”。
黃桂云說，首批大規模野外回歸的太空育種豐都車前，有望在改善三峽庫區消落帶環境、維持水域生態平衡方面表現出獨特價值。
據了解，近年來，重慶市也對包括豐都車前在內的物種繁育回歸進行了諸多探索，持續實施珍稀瀕危野生動植物專項拯救保護項目，對分布地域狹窄、種群退化、個體數量少的物種進行重點保護。
比如江津區就與西南大學合作，從2022年5月起，開展對豐都車前的專項調查研究，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完成了小規模的野外回歸，目前種群生長態勢良好，固岸護堤作用顯著。
此外，我市還對崖柏、銀杉等8種林業極小種群野生植物，連續9年實施就地保護、種苗繁殖試驗、野外回歸、種質資源保存等措施，使一批珍稀瀕危野生動植物種群數實現恢復性增長。
市林業局相關負責人表示，接下來，我市還將加強與湖北、湖南、四川等長江經濟帶沿線省市合作，共同攻克珍稀資源性植物繁育難題，讓更多的瀕危珍稀動植物重回長江兩岸自然生長。
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“植物大熊貓”豐都車前
豐都車前是三峽庫區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。
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、個體數量少，豐都車前被稱為“植物大熊貓”，2021年新發布的野生植物保護名錄將其列為國家二級重點保護野生植物。
豐都車前根系發達，根系深扎于石縫間，夏季水位上漲時，植株處于休眠狀態；洪水退卻后，植株基部萌生新芽，重新成片生長。較強的耐水淹特性，使其成為一種優良的沙灘固土和固岸護堤植物。
此外，豐都車前還具有較高的藥用價值和園林觀賞價值，植株3—5月開花，花冠淡黃色，花蕊粉紅，形似車輪，非常美麗。（記者 左黎韻）
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太空“出差”5個月 重慶的兒菜種子回家了
本報訊 （新重慶-重慶日報首席記者 張亦筑）3月12日，西部（重慶）科學城發布消息：市農業科學院近日收到從特色作物航天搭載移交活動上移交的170克太空育種材料。它們在經過5個月的太空“出差”后，順利返回了科學城。此次搭乘神舟十六號載人飛船完成太空“出差”的共有5個種質資源，其中包括綠豆、水稻、番茄、油菜以及川渝百姓情有獨鐘的兒菜種子。
這是重慶首次成規模、有組織地進行太空育種。
據介紹，與傳統育種技術相比，太空育種的最大優勢在于空間誘變材料的變異率高、育種周期短，可在較短時間內創制出高產、抗病、早熟等性質優良的種質資源。
實際上，在此之前，市農科院就曾將一些種質資源送入過太空。“為了把性狀更穩定、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’種質資源。”市農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（學名抱子芥）是十字花科蕓薹屬芥菜種的一個變種，俗稱角兒菜、芽芽菜。2023年初，兩款表現最優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，將進入種子庫冷藏保存，預計在今年八九月時播種。
“播種之后，我們會減少干預，使其性狀充分表現，然后從中找到有益的性狀基因。”張誼模表示，希望在3—5年內用這批太空種子培育出性狀更好的兒菜。
種子被譽為農業的“芯片”。將一粒粒種子送入太空進行航天育種，為我國解決種質資源“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”油菜種子也是市農科院自主選育的優質品種。其中，誕生于2016年的特高含油品種“慶油3號”，含油量達49.96%，一舉創造了當時我國冬油菜區含油量最高紀錄。2019年，“慶油8號”再次刷新紀錄，含油量達51.54%，又一次領跑全國。
“‘慶油3號’和‘慶油8號’的性狀已經很穩定，這次‘送’它們去太空，是為了優中造優，找到含油量更高、更適合機械化生產的新材料。”重慶市油菜產業體系創新團隊首席專家黃桃翠說。
