太空育種重慶豐都車前首次大規模野外回歸

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，這批遨遊太空的種子經反覆培育篩選後，首次在歷史分佈區域內完成大規模野外回歸。

豐都車前為什麼能成為“天選之種”遨遊太空？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多顆重慶豐都車前種子在太空遨遊了183天 

“三峽水庫蓄水後，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雲説。

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年前後，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。”黃桂雲説，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，在得到國家航太航空部門批准後，首批4000多顆豐都車前種子被放入密封袋子裏，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，進而産生基因突變，以適應新環境讓自己生存下來。”黃桂雲説。

2022年4月，在經歷183天的太空之旅後，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”後代 

長江珍稀植物培育基地位於湖北某地的溫室大棚裏，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。

“草本植物的生長週期通常只有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。”黃桂雲説。

“上天入地”的豐都車前“太空種子”，能在短時間內擴繁培育嗎？

“沒想像中那麼簡單。”黃桂雲告訴記者，一般種子在太空中的突變率僅為0.05%—0.5%。種子返回地面後，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。

對於這些“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。”黃桂雲解釋道，“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週期，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，並非所有種子都會往好的方向突變。”黃桂雲説，除了在恒溫大棚裏進行栽培，在二代選育中，也會將種苗放置在低溫、乾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。”

一款為長江流域灘塗邊坡定制的“産品” 

扶苗、培土、澆水……3月12日當天，秭歸縣豐都車前野外回歸地，眾多志願者齊心協力，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於改善庫區消落帶生態大有裨益。”黃桂雲説，在豐都車前位於江心島的原生地上，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塗邊坡定制的“産品”。

黃桂雲説，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，對分佈地域狹窄、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，重慶還對崖柏、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。

重慶市林業局相關負責人表示，接下來，重慶還將加強與湖北、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。