中藥材野生資源日益匱乏、質(zhì)量不穩(wěn)、種質(zhì)退化混雜造成現(xiàn)實困擾，使人們把目光逐步轉(zhuǎn)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(jìn)入太空，目前即將進(jìn)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(shù)、生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)育種技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是綜合了宇航、遺傳、輻射、育種等跨學(xué)科的高新技術(shù)。迄今為止，我國已有包括中藥在內(nèi)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(shù)進(jìn)入太空。

國家航天育種工程首席科學(xué)家、中國農(nóng)科院作物科學(xué)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(jié)合，更能充分發(fā)揮航天育種的優(yōu)勢，促進(jìn)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(jī)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(shù)已讓不少企業(yè)看到其中潛藏的商機(jī)。

目前太空育種方面較引人注目的是天士力集團(tuán)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(jìn)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(jìn)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(dá)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(dá)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(jìn)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(tuán)也曾利用長征二號運(yùn)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(jìn)行太空實驗?？茖W(xué)家們就搭載歸來的上億顆靈芝菌種進(jìn)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(yīng)用于其他繁殖器官或組織直接獲得或通過進(jìn)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(jìn)行誘變。然而，不同組織器官的種植技術(shù)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(rèn)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(kuò)大影響力。對于前者建議按照科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠N程序進(jìn)行；對于后者則絕不提倡。”

機(jī)遇和風(fēng)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(nóng)業(yè)科學(xué)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(qiáng)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(zhì)、早熟、抗病力強(qiáng)等特點。太空育種是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中最尖端的科學(xué)技術(shù)課題之一，將這一嶄新的技術(shù)應(yīng)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(jìn)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(xué)中藥資源科學(xué)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(zhì)，也可以解決一些藥材面臨的資源嚴(yán)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(rèn)為，對于主要農(nóng)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(dá)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(shù)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(fèi)用，各種植物之間差異很大，主要是按照包裝體積收費(fèi)，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(fèi)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(jī)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(rèn)為，我國中藥材的遺傳改良相對于主要農(nóng)作物而言仍然十分滯后，技術(shù)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(xì)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(xì)胞工程育種等育種方法也值得企業(yè)關(guān)注，廣州中醫(yī)藥大學(xué)黃瓊林博士補(bǔ)充說。

安全性和藥效是關(guān)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(nèi)普遍比較關(guān)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(nóng)組織、國際衛(wèi)生組織、國際原子能機(jī)構(gòu)已經(jīng)聯(lián)合認(rèn)定：太空種子是安全種子，太空種子培育出的農(nóng)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(zhì)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(zhuǎn)基因植物則是將外源基因?qū)胫参矬w內(nèi)而培育出的新品種，如轉(zhuǎn)基因大豆是將非大豆植物甚至動物、微生物的基因?qū)攵a(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(yuǎn)遠(yuǎn)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(shù)進(jìn)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(nèi)酯總含量方面也發(fā)生了一些變化，有些品系穿心蓮內(nèi)酯總含量提高了1%左右，達(dá)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(nèi)酯含量下降了等等。”

而何瑞則認(rèn)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(guān)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(jìn)一步分析說，如果育種目標(biāo)在于提高和改良現(xiàn)有中藥材品種的功能成分含量及質(zhì)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(dāng)調(diào)整（比如用量等）。而如何調(diào)整則需要更充分的論證。