中藥材野生資源日益匱乏、質量不穩(wěn)、種質退化混雜造成現(xiàn)實困擾，使人們把目光逐步轉向太空。今年，壽仙谷藥業(yè)的2個靈芝品種和3個鐵皮石斛品種搭乘神舟九號進入太空，目前即將進入育種研究的下一個環(huán)節(jié)，這也是壽仙谷藥業(yè)的第二次太空之旅。

太空育種是航天技術、生物技術與農業(yè)育種技術結合的產(chǎn)物，是綜合了宇航、遺傳、輻射、育種等跨學科的高新技術。迄今為止，我國已有包括中藥在內的上千種植物種子、試管苗、生物菌種和材料先后乘坐15顆返回式衛(wèi)星和7艘神舟飛船上天。

記者了解到，丹參、桔梗、靈芝、黃芩、鐵皮石斛、甘草、穿心蓮等中藥通過航天搭載技術進入太空。

國家航天育種工程首席科學家、中國農科院作物科學研究所航天育種中心主任劉錄祥在接受記者采訪時表示：“太空搭載誘變與常規(guī)育種相結合，更能充分發(fā)揮航天育種的優(yōu)勢，促進品種培育，可以在中藥材育種上發(fā)揮作用，支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。然而，目前太空育種的機會十分有限，成本也比較高，中藥材太空育種還有很長的路要走。”

太空育種獲突破

航天搭載技術已讓不少企業(yè)看到其中潛藏的商機。

目前太空育種方面較引人注目的是天士力集團培育的太空丹參“天丹一號”。2008年9月，天士力將源自商洛的5克丹參種子，搭載“神七”飛船進入太空，2009年3月開始了第一代的繁育，獲得變異材料144個植株。經(jīng)過株系繁育，2010年7月獲得第一批種子，太空丹參繁育進入到第二代，獲得143個株系，共有1999株太空誘變丹參材料，有單株的重量達到1000g以上，為普通丹參的3倍。經(jīng)過近兩年一代和二代溫室繁育，觀察證明有大量遺傳變異出現(xiàn)，有的植株丹參素含量最高達到2.48%。“天丹一號”現(xiàn)已通過省級中藥材新品種鑒定。

早在2005年壽仙谷藥業(yè)對太空育種返回的靈芝和鐵皮石斛種子進一步的研究和實驗就已發(fā)現(xiàn)其抗蟲害及抗病能力較高。

此外，2004年南京中科集團也曾利用長征二號運載火箭搭載6個口袋、12個試管、以億為單位的上億顆靈芝菌種進行太空實驗。科學家們就搭載歸來的上億顆靈芝菌種進行不斷觀察篩選，發(fā)現(xiàn)太空靈芝新優(yōu)菌種，從中提取出了抑制腫瘤更為集中有效的三萜成分。

太空育種的材料并不局限于種子，也可以應用于其他繁殖器官或組織直接獲得或通過進一步處理，如試管苗、原球莖、植物愈傷組織材料等都可以送入太空進行誘變。然而，不同組織器官的種植技術會有所不同，可能需要摸索最優(yōu)條件。

企業(yè)紛紛將目光投向太空，劉錄祥認為，這可能有2方面原因：“一方面企業(yè)真實地希望通過空間搭載藥用植物獲得改良的中藥材新品種；但也不排除有些企業(yè)只是在借助‘航天育種’的概念造勢，擴大影響力。對于前者建議按照科學嚴謹?shù)挠N程序進行；對于后者則絕不提倡。”

機遇和風險并存

太空育種也稱航天育種，是通過返回式衛(wèi)星或飛船將植物種子帶上太空，再利用空間環(huán)境輻射誘變的一種育種方式。

廣東省農業(yè)科學院作物研究所邱博士告訴記者，太空育種的特點主要是綜合利用太空強輻射，微重力和高真空等環(huán)境因素誘發(fā)植物種子產(chǎn)生基因變異，具有有益變異多、變幅大、穩(wěn)定好，以及高產(chǎn)、優(yōu)質、早熟、抗病力強等特點。太空育種是當今世界農業(yè)領域中最尖端的科學技術課題之一，將這一嶄新的技術應用于我國中藥材新品種的選育，有望加快我國中藥材品種選育進程，對我國中藥材產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展具有積極的推動作用。

一直埋頭于中藥材育種試驗研究的廣州中醫(yī)藥大學中藥資源科學與工程研究中心研究員何瑞也表示：“該新路徑可產(chǎn)生多樣化的誘變效果，獲得優(yōu)良新種質，也可以解決一些藥材面臨的資源嚴重短缺甚至瀕危的困境，將從源頭上推動中藥材產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。”

上述專家分析認為，對于主要農作物而言，大量經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明空間誘變中有益突變的頻率要比傳統(tǒng)的核輻射誘變育種高，可以達到千分之幾甚或百分之幾，較普通誘變育種率高3～4倍，育種周期較雜交育種縮短約1倍，可由8年左右縮短至4年左右。

此外，太空育種在操作技術上也沒有特別的難點。邱博士介紹說，只要送入太空的材料符合衛(wèi)星上天的包裝要求就可以。至于成本費用，各種植物之間差異很大，主要是按照包裝體積收費，而不同植物種子（組織材料）的體積大小差別很大，比如花生種子與煙草種子，二者間大小的差異可能有幾千倍至上萬倍。從理論上來說，種子越小費用成本越低。

“然而，太空育種是人工誘變育種的一種新方法，所有人工誘變的發(fā)生均是隨機的，目前還做不到定向誘變，太空育種的成功率隨著物種的不同也會有很大差別。”劉錄祥介紹說。他認為，我國中藥材的遺傳改良相對于主要農作物而言仍然十分滯后，技術方法也比較單一，因此目前還不好判斷這是否能成為今后中藥材培育的一個趨勢。

事實上，目前育種方法有很多：自然選育，誘變育種，雜交育種和細胞融合等，太空育種屬于誘變育種中的物理誘變育種。此外，基因工程育種、細胞工程育種等育種方法也值得企業(yè)關注，廣州中醫(yī)藥大學黃瓊林博士補充說。

安全性和藥效是關鍵

而太空育種的安全性和藥用有效成分是否會提高是業(yè)內普遍比較關心的問題。采訪中，各位專家均指出，安全性可以得到保證。聯(lián)合國國際糧農組織、國際衛(wèi)生組織、國際原子能機構已經(jīng)聯(lián)合認定：太空種子是安全種子，太空種子培育出的農作物是健康食品。

邱博士分析說：“通過太空育種培育出來的中藥材新品種和普通中藥材沒有什么區(qū)別，這種變異和自然界植物的自然變異一樣，本質上只是加速了生物界需要幾百年甚至上千年才能產(chǎn)生的自然變異。”

而轉基因植物則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(chǎn)生的變異。另外，太空中的輻射劑量還不到輻射育種輻射劑量的百分之一，遠遠低于國際食品安全輻射量，因此太空育種是安全的。

此外，人們利用太空技術進行中藥材育種，很大程度上是想提高中藥材的藥用成分。邱博士表示，對于單一批次送入太空育種材料而言，會不會發(fā)生變異，發(fā)生的變異是不是人們期望的變異，這就是概率問題。“以我們作物所送入太空的穿心蓮種子為例，除了在株型、葉形方面發(fā)生一些變化之外，在穿心蓮內酯總含量方面也發(fā)生了一些變化，有些品系穿心蓮內酯總含量提高了1%左右，達到5%左右（中國藥典2010版規(guī)定，總量不得少于0.80%。）。同時也有逆變的變異現(xiàn)象發(fā)生，如葉形變小了，內酯含量下降了等等。”

而何瑞則認為，太空育種使中藥材在藥用成分種類上的改變可能不會很大，但含量上面的改變需要關注，因為可能影響到中藥材中不同成分之間的比例，因此安全性需要藥理毒理試驗的驗證。

劉錄祥進一步分析說，如果育種目標在于提高和改良現(xiàn)有中藥材品種的功能成分含量及質量上，航天育種有可能發(fā)揮積極作用；但如果最終產(chǎn)品是草藥（熬中藥湯），一旦原有中藥材品種通過航天誘變等使得其功能成分發(fā)生了顯著變化，那么對于中藥處方中的配方可能也需要適當調整（比如用量等）。而如何調整則需要更充分的論證。