海南芒果產(chǎn)量和產(chǎn)值均居全國第一，種植面積居全國第二。2014年芒果種植面積70.3萬畝，產(chǎn)量45.3萬噸，產(chǎn)值26.7億元。分別占全國27.1%、31.5%、38.4%，2015年產(chǎn)量達(dá)50.88萬噸，比2014年增長了12.4%(據(jù)《2015年海南省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》)。獨(dú)特的區(qū)域與氣候，讓海南芒果享譽(yù)全國，是排在香蕉之后的第二大類水果。
為更好地改善海南芒果品種與種植結(jié)構(gòu)，突破栽培品種過于單一的瓶頸，在開展常規(guī)品種選育的同時(shí)，海南海墾果業(yè)集團(tuán)有限公司與中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所，聯(lián)合“試水”航天育種，這是芒果“空間誘變育種”的首次探索。
今年10月17日7時(shí)30分，4支裝著芒果胚性愈傷組織的試管，隨著在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射的神舟十一號(hào)載人飛船，和航天員景海鵬、陳冬一起在太空遨游了33天。11月23日下午，這4支試管在專人護(hù)送下，回到了中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所(簡(jiǎn)稱“南亞所”)實(shí)驗(yàn)室。
11月29日，南亞所副研究員、芒果課題組負(fù)責(zé)人王松標(biāo)在查看組培瓶內(nèi)海南芒果胚性愈傷組織分化出芽情況。
11月29日上午，南亞所副研究員、芒果課題組負(fù)責(zé)人王松標(biāo)走進(jìn)組培試驗(yàn)室，查看組培瓶內(nèi)海南芒果胚性愈傷組織分化出芽情況。目前，“飛天”的芒果胚性愈傷組織已在試驗(yàn)室分裝在22個(gè)組培瓶中，進(jìn)行增殖擴(kuò)繁。
南亞所是我國開展芒果研究最早的單位之一，長期開展芒果資源收集、評(píng)價(jià)和創(chuàng)新利用研究工作，已收集保存國內(nèi)外芒果種質(zhì)資源248份；先后選育出粵西1號(hào)、紅芒6號(hào)、熱農(nóng)1號(hào)、熱農(nóng)2號(hào)等芒果新品種4個(gè)。其中紅芒6號(hào)、熱農(nóng)1號(hào)已是我國芒果晚熟優(yōu)勢(shì)區(qū)主栽品種，推廣種植近10萬畝，每年產(chǎn)生近2億元的產(chǎn)值。此外，利用芒果雜交授粉等常規(guī)育種方法，創(chuàng)制出大量雜交新種質(zhì)，在我國芒果選育種研究領(lǐng)域取得了顯著成效。
什么是“空間誘變育種”？
“空間誘變育種”又稱“航天育種”，就是利用返回式空間飛行器將微生物、植物、農(nóng)作物種子等生物樣本送入太空，利用太空微重力、強(qiáng)輻射、高真空、高潔凈等特殊環(huán)境作為誘變因子，使生物產(chǎn)生遺傳性變異，返回地面后再利用現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行培育，篩選出性狀優(yōu)良的菌株或種子形成規(guī)模化生產(chǎn)。
無論常規(guī)雜交還是細(xì)胞工程育種，基因型差異新材料的獲得局限于育種雙親，航天誘變具有變異頻率高、變異幅度大，能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一些常規(guī)雜交或自然變異極少出現(xiàn)的特殊變異類型新材料、新品種選擇機(jī)會(huì)多等優(yōu)點(diǎn)，近年來已成為農(nóng)作物、蔬菜以及林木果樹新品種選育的重要手段。
南亞所計(jì)劃以芒果胚性愈傷組織作為誘變材料，通過航天輻射誘變，誘導(dǎo)愈傷組織產(chǎn)生變異，再將誘變后的愈傷組織通過組培再生技術(shù)培育成苗，經(jīng)煉苗擴(kuò)繁、促成栽培等系統(tǒng)選育方法，從中選育豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)抗病且外觀商業(yè)性能好的芒果新品種，創(chuàng)制芒果新種質(zhì)，開拓芒果育種新領(lǐng)域。
芒果因種子大且不耐存貯(新鮮種子超過5天就開始大量褐變失活)、無性繁殖材料(接穗)不能久存等問題，不能作為誘變材料用于航天誘變育種，但經(jīng)組培后的愈傷組織或體細(xì)胞胚性培養(yǎng)物因體積小，經(jīng)培養(yǎng)基培養(yǎng)保存時(shí)間久，適用于航天誘變材料要求。
芒果航天育種：首開先河之舉
據(jù)南亞熱帶作物研究所副所長詹儒林研究員介紹，這次芒果搭乘神舟十一號(hào)載人飛船在太空遨游，就是利用太空宇宙射線、微重力、弱磁場(chǎng)、高真空等特殊環(huán)境的誘變作用，使試驗(yàn)材料在短時(shí)間內(nèi)獲得一些常規(guī)方法或化學(xué)誘變難以實(shí)現(xiàn)的特殊變異，再通過組培再生技術(shù)獲得變異新植株材料。
芒果航天誘變育種是芒果育種新領(lǐng)域的開拓，目前尚無成功的先例。
目前國際上有芒果組培再生成苗成功先例，但就此次利用胚性愈傷作為航天誘變材料，再生成苗還有許多技術(shù)難關(guān)尚需克服，是否存在大量正向變異，能否選育符合目標(biāo)需求的新品種還是未知數(shù)。因此，要將“飛天”芒果作為商業(yè)化育種直接應(yīng)用于生產(chǎn)，難度較大，但是作為科研創(chuàng)新和開拓育種技術(shù)新領(lǐng)域，獲得自然界難以獲得的誘變新材料還是可行的。
我國航天育種始于30年前
有資料記載，中國空間誘變育種研究始于1986年的“國家863高科技計(jì)劃”。當(dāng)時(shí)，科學(xué)家們對(duì)于太空能否引起植物的遺傳性變異尚不清楚。1987年8月5日，在我國發(fā)射第九顆返回式衛(wèi)星時(shí)，科研人員首次將大麥、青椒、蘿卜等純系種子和大蒜無性系種子放入衛(wèi)星中搭載。當(dāng)這些種子返回地面后，有關(guān)人員立即進(jìn)行了種植實(shí)驗(yàn)。不久，奇跡真的發(fā)生了。經(jīng)空間搭載的蘿卜種子幼苗茁壯，葉片上沒有一個(gè)蟲眼。有人甚至將害蟲捉來放到葉片上，蟲子掉頭就跑。而地面對(duì)照組的幼苗，則是蟲眼密布。看來，“太空旅行”后的蘿卜種子有抗蟲特征。更為奇妙的是，經(jīng)空間處理后的大蒜種子生長時(shí)假莖叢生，一個(gè)蒜頭竟重達(dá)150克。
1987年，我國就開始利用返回式衛(wèi)星進(jìn)行航天育種的試驗(yàn)研究，至今為止，我國先后在10多顆返回式衛(wèi)星和多艘飛船上進(jìn)行了數(shù)千個(gè)微生物菌種、農(nóng)作物及植物種子的搭載試驗(yàn)，取得了一系列開創(chuàng)性的研究成果。空間誘變育種已成為中國在空間生命科學(xué)研究方面的一大特色，它不僅開創(chuàng)了我國航天育種的新途徑，而且吸引了美國、俄羅斯、保加利亞、菲律賓等國家與我國合作。
航天育種產(chǎn)品能否放心食用？
一提起“空間誘變育種”，有人就會(huì)想到轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，擔(dān)心食用后會(huì)不會(huì)對(duì)身體有害。有關(guān)專家指出，空間誘變育種跟轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品有本質(zhì)的區(qū)別，它沒有外源基因?qū)耄窃诳臻g特殊條件下染色體發(fā)生斷裂，基因組重新排列組合引起性狀變異，與地面常規(guī)育種相似，因此不會(huì)產(chǎn)生新的有害物質(zhì)。
廣西農(nóng)業(yè)大學(xué)曾對(duì)空間處理的水稻變異后代作了大量的營養(yǎng)分析，沒有發(fā)現(xiàn)有毒物質(zhì)。中國生產(chǎn)的空間誘變育種農(nóng)作物已大量上市，至今沒有一人因此發(fā)生不良反應(yīng)。大量的事實(shí)證明，空間誘變育種農(nóng)作物是可以放心食用的。
