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航天科技助力提升牛樟芝品質

香港中醫科學院运用航天技術提高了牛樟芝品質
 
2016年,香港中醫科學院牛樟芝菌種搭載中國航天十一號宇宙飛船伴飛“天宮二號”空間站33天,圓滿完成了世界唯一的牛樟芝“航天育種”實驗。
2017年,香港中醫科學院從近兩萬個樣本中優選出了高產特有三萜的12-182、10-126等優秀菌種,並於2019年完成牛樟芝航天菌種標准化大規模人工種植技術。


 
我國從1987年就開始了航天育種研究,至今已經有30年的曆史了,目前世界上只有3個國家掌握航天器返地技術,我國便是其中之一。30年來,我國利用返回式衛星和神舟飛船,先後進行了10多次搭載,搭載了1000多個品種的種子和生物材料。包括糧食作物、蔬菜類、經濟作物類、花卉類、中草藥材類等。
 
 
但是,大家可能仍然對航天育種有些許疑問——
 
  • 航天育種是什麼?
航天育種也被稱為空間技術育種或太空育種,是將作物種子或誘變材料搭乘返回式衛星或高空氣球送到太空,利用太空特殊的、地面無法模擬的環境(高真空,宇宙高能離子輻射,宇宙磁場、高潔淨)的誘變作用,使種子產生變異,再返回地面選育新種子、新材料,培育新品種的作物育種新技術。
 
  • 航天育種與普通育種的區別?
航天育種具有有益的變異多、變幅大、穩定快,以及高產、優質、早熟、抗病力強等特點。其變異率較普通誘變育種高3-4倍,育種周期較雜交育種縮短約1倍,由8年左右縮短至4年左右。
通過太空培育,培育出了一批新的突變類型和具有優良性狀的新品種。例如水稻,水稻種子經衛星搭載,獲得了植株高、分孽力強、穗型大籽粒飽滿和生育期短的性狀變異。增產20%,單季畝產400--600千克,最高達750千克。蛋白質含量增加8%--20%,氨基酸總含量提高53%。
這種變異和自然界植物的自然變異一樣,只是時間和頻率有所改變,本質上只是加速了生物界需要幾百年甚至上千年才能產生的自然變異。常常有“天上一天,地下一年”的說法,其實航天育種也可以這麼理解,即物種在經過航天搭載後,產生了在地上需要幾百年甚至上千年才能產生的變化。
 
  • 航天育種和轉基因有什麼區別?
航天育種主要是通過強輻射,微重力和高真空等太空綜合環境因素誘發植物種子的基因變異。由於億萬年來地球植物的形態、生理和進化始終深受地球重力的影響,一旦進入失重狀態,同時受到其他物理輻射的作用,將更有可能產生在地面上難以獲得的基因變異。
航天育種可使作物本身的染色體產生缺失、重複、易位、倒置等基因突變,但是航天育種並沒有將外源基因導入作物中使之產生變異。
轉基因作物是將外源基因導入植物體內而培育出的新品種,如轉基因大豆是將非大豆植物甚至動物、微生物的基因導入而產生的變異。
例如,DNA的基因排序原本是“1、2、3、4”,經航天育種後,DNA的基因排序可能為“2、1、3、4”,只是排序上發生變化。而轉基因後的DNA基因增加了外源基因,排序則會變成“1、2、3、4、5”。所以,航天育種與轉基因是有著根本上的區別的。
 
  • 航天育種只是把種子帶“上天”?
2019年,航天英雄、中國首飛航天員楊利偉到廣州黃埔區參加“航天育種2019論壇”之際接受采訪時表示,航天育種是科學研究的一個過程,需要經過嚴格的育種選種過程。
關於航天育種的篩選使用,他說到:普通種子並不是“帶上去”就能用。“我在飛行時‘帶上去’的種子,經過了3到4年的時間、2到3次的育種選種以後,再把其中對我們人類有利的種子品性保存下來,最後才可以使用。”
 
  • 為什麼要進行航天育種實驗?
太空環境蘊藏著極其豐富和多種多樣的資源。太空育種這一選育良種新手段,具有不可低估的經濟效益和社會效益。太空育種也是利用太空資源的一次成功的嘗試。
先進的航天技術為快速培育優良品種及特異種質資源開辟了一條新途徑。人類可以利用這些新品種帶來的特殊價值。
 
【航天菌种牛樟芝】
 
牛樟芝作為珍稀嶺南中草藥,具有抑制 TGF-β活性;促進肝細胞再生;抑制乙肝病毒、丙肝病毒等;改善脂肪肝、酒精肝等;誘導癌細胞包括癌幹細胞休眠及凋亡;控制STAT-1機制抗炎症;抗炎症;抗氧化;阻斷腫瘤的新血管生成;抑制組織胺的釋放抗過敏;抑制血管緊張素轉化酶降血壓;營養神經;快速提高免疫力;鎮靜止痛;抑制幽門螺旋杆菌等功能。
 
但隨著野生牛樟樹被列為“國寶級”生物不允許砍伐,野生牛樟芝已不可得,人們用存量極低的牛樟木培植牛樟芝效率低且品質不穩定。
2019年,香港中醫科學院完成了牛樟芝航天菌種大規模人工種植技術,是借助航天技術提升了牛樟芝品質的技術,是標准化且品控穩定的技術。

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