编者按:种子,是农业的“芯片”,是国家粮食安全的根基。近四十年来,中国航天育种从1987年的首次搭载,到如今迈入“设计诱变”的空间站时代,走出了一条从“跟跑”到“领跑”的自主创新之路。值此《航天育种简史》出版发行十周年之际,我们专访陕西省航天育种工程技术研究中心主任、《航天育种简史》著作者郭锐教授,回溯自立自强历程,剖析航天科技与地方农业的深度融合,解码“太空种子”赋能乡村振兴与新质生产力的鲜活实践。
开篇:回望十年,从历史深处汲取前行力量
记者:今年是《航天育种简史》出版发行十周年,站在这个时间节点,您如何评价这本书及中国航天育种近四十年的发展?
郭锐:《航天育种简史》是里程碑式的关于航天育种的科普著作,系统梳理了1987年至21世纪初航天育种的萌芽与起步,如今更成为标定发展轨迹的“坐标”。十年间,中国航天育种已从“从无到有”迈入“从有到强”“引领未来”的新阶段。1987年首次搭载是探索勇气的体现,2024年空间站实现拟南芥和水稻全生命周期培育,则彰显了科技自立自强的底气。近四十年变迁,正是中国农业科技突破的生动缩影。
记者:这近四十年可划分为哪些关键阶段?核心突破是什么?
郭锐:清晰可分为三个阶段。第一阶段是1987—1995年的探索起步期,核心是“发现与验证”,科学家通过零散搭载发现太空环境能显著提升种子变异率,积累了关键基础数据;第二阶段是1996—2005年的工程化攻坚期,以1996年农业部列入计划、2003年国家项目立项为标志,2006年“实践八号”专用育种卫星发射,让航天育种从科研活动升级为国家系统工程;第三阶段是2006年至今的领跑发展期,尤其是中国空间站建成后,实现了从“随机搭车”到“长期稳定实验”的跨越,迈入“设计诱变”的空间站时代,占据全球航天育种制高点。
记者:从技术层面,航天育种的核心优势为何能成为农业科技“超级武器”?
郭锐:三大核心优势不可替代。其一,安全性,航天育种是利用太空微重力、强辐射诱导种子内源基因高频突变,无外源基因导入,属于“自然进化加速”,产品安全可控;其二,高变异率,变异率是地面诱变的3-5倍,且变异类型更丰富罕见,能培育出地面难以获得的特殊性状;其三,短周期,传统育种需10年左右,航天育种仅需3-4年即可筛选出稳定优质品种,为育种按下“加速键”。这一“超级实验室”创造的海量基因变异,是传统育种无法比拟的种质创新库。
记者:在全球种业竞争与“卡脖子”风险下,航天育种对国家粮食安全意义何在?
郭锐:种业是粮食安全的根基,航天育种是破解“卡脖子”的有效路径。截至目前,我国已培育700多个航天育种新品种,累计推广超3亿亩,年增产粮食超20亿公斤。“鲁原502”小麦推广超1亿亩、“Ⅱ优航1号”水稻创再生稻单产纪录,这些成果筑牢了主粮稳产根基。更重要的是,我们聚焦特色作物与边际土地利用,在干旱、高寒、盐碱等特殊环境品种培育上持续突破,为耕地资源有限的中国拓展了农业生产空间。
陕西担当:黄土高原上的“太空奇迹”与乡村振兴样板
记者:陕西在航天育种领域有哪些标志性成就?
郭锐:陕西依托航天科技与农业科研双重优势,走出了“科技赋能特色农业”的独特路径。最具代表性的是“米脂小米”升级:2020年“米谷一号”“米谷二号”搭载升空,经多年选育,抗病率提升30%、耐旱性增强25%,亩产达320公斤,较传统品种增产近三成,带动全产业链产值达22亿元,让黄土高原的“金蛋蛋”变成农民“钱袋子”。
此外,我们在多领域多点突破:天水紫苏航天育种基地实现“诱变-选育-加工”全链条发展,分枝多、产量高;“星际神农”系列太空牧草在海拔4380米青藏高原安全越冬,干草亩产超1000公斤,既解决牧区饲草短缺,又助力高寒地区生态固碳;在蔬菜、中草药等领域培育的品种,已成为陕南、关中特色农业的新增长点。
记者:陕西“航天育种+地方特色农业”模式的核心是什么?有何借鉴意义?
郭锐:核心是“产学研、育繁推一体化”。一是精准选种,紧扣区域特色:陕北主攻太空小米,陕南布局中药材与果蔬,关中聚焦主粮高产抗逆品种;二是全链赋能,以航天品种为引擎,联动政府政策支持、企业精深加工、电商品牌推广,让农产品从“卖原料”升级为“卖产品、卖品牌”;三是开放共享,建立跨区域示范基地,向周边省份输出技术与品种。
这一模式的借鉴意义在于,任何地区只要找准特色优势,将前沿科技与本土产业深度绑定,通过“科技下沉+产业升级”,就能实现农业跨越式发展,为乡村振兴提供可持续的动力支撑。
新质生产力:从实验室到田间地头的全链变革
记者:航天育种如何与新质生产力深度融合,推动农业现代化?
郭锐:新质生产力的核心是科技创新与效率提升,航天育种与其融合体现在全链条:前端研发上,我们积累5.7万余份优异突变材料,建立的种质资源库成为创新“基因宝藏”;中端生产上,航天品种与5G、AI、物联网结合,实现精准播种、智能灌溉,资源利用效率提升30%以上,让传统农业走向“智慧化”;后端产业上,通过精深加工与品牌化运营,如米脂小米开发粥品、米糠油,天水紫苏延伸保健品线,实现价值倍增,彻底改变传统农业低附加值面貌。
记者:航天育种在生态效益方面有哪些贡献?
郭锐:航天育种是绿色农业的重要支撑。培育的新品种普遍具备节水、节肥、抗病、抗逆特性:太空小米配套旱作技术可节水节肥30%,“中麦1062”小麦磷吸收效率提升27%,化肥用量减少20%仍高产,“航聚1号”水稻抗稻瘟病能力强,农药使用量减少35%以上。在生态修复领域,太空牧草可防风固沙,耐盐碱品种“航椒11号”能在pH值8.5的盐碱地增产52%,为改良边际土地、实现“绿水青山就是金山银山”提供了关键技术支撑。
未来图景:空间站时代的中国航天育种蓝图
记者:空间站时代将给航天育种带来哪些革命性变化?未来五年有何规划?
郭锐:空间站时代是航天育种的“黄金时代”,带来三大变革:一是研究精准化,从“短期搭载回收”转向“长期驻留监测”,可追踪植物全生命周期生长,解析诱变分子机理,实现“数据驱动育种”;二是效率倍增化,稳定的太空环境创造更丰富变异类型,加速罕见优质基因筛选,进一步缩短育种周期;三是应用多元化,从主粮拓展至特色作物、药用植物、工业原料作物,重点攻关特殊生态区适用品种。
未来五年核心目标有三:一是构建“空间站长期诱变+地面精准筛选+分子育种辅助”的新一代技术体系,实现从随机诱变到精准定向改良的跨越;二是壮大产业集群,建设全国性示范基地,培育龙头企业,推动航天品种规模化、品牌化发展;三是服务全球粮食安全,依托“一带一路”输出技术与品种,让中国航天育种成果惠及更多国家。
开放合作:让中国种子惠及世界
记者:中国航天育种如何平衡自主创新与开放合作?国际合作有何布局?
郭锐:科技自立自强是立身之本,开放合作是发展之道。我们始终坚持“自主+开放”并重:一方面牢牢掌握核心技术,空间站实验平台、种质资源库等关键领域自主研发,保障国家粮食安全与产业安全;另一方面积极分享中国智慧,通过“一带一路”与共建国家开展联合研发、技术示范。我们的太空蔬菜、花卉已在巴基斯坦、中亚试种成功,未来计划建立海外航天育种示范基地,推动“种子+技术+标准”打包输出,让“陕西种子”成为连接中国与世界的农业纽带,为全球粮食安全与农业发展贡献中国力量。
记者:最后,您想对关注中国航天育种事业的人们说些什么?
郭锐:近四十年风雨兼程,中国航天育种人用坚守与创新书写了科技兴农的壮丽史诗。《航天育种简史》出版十周年,是对过去的致敬,更是对未来的启航。农业现代化,关键在科技,基础在种业。航天育种是农业强国建设的生动缩影,希望更多人关注种业、热爱农业、投身科技。让我们携手让更多“太空种子”在华夏大地扎根结果,以航天科技赋能广袤田野,用育种自立自强筑牢粮食安全防线,为中华民族伟大复兴注入源源不断的农业动能!
(中国日报陕西记者站)