2023年9月11日、第30回中国北京種業大会が北京市通州区で開幕し、宇宙育種など2300余りの品種を含む22の省から300社余りの種業名企業が出展した。陳暁根撮影（人民写真）

2023年10月、雲南省安寧市現代農業園区のバラ栽培モデル園で一輪のバラが美しく咲いた。神舟に乗って宇宙を泳いだ種から育てられたため、「星から来たバラ」と呼ばれている。新華社記者胡超摂

2024年4月10日、河南省洛陽市国際牡丹園宇宙育種基地で、観光客が満開の「宇宙牡丹」のそばを観光して写真を撮った。李衛超撮影（人民写真）

2023年、劉録祥は河北省石家荘市にある試験基地で「航麦802」の成長状況を調べた。データ画像

種子は農業の「チップ」であり、小さな種子であり、「国の大者」と密接につながっている。今では、種は田野の間に根を下ろして芽を出すだけでなく、宇宙を遊泳する機会がある。

4月30日、有人宇宙船「神舟17号」の帰還船室が東風着陸場に着陸し、中国宇宙ステーションの第6陣の宇宙科学実験サンプルも無事に帰還した。今回の下行から戻ってきた科学実験サンプルは23の科学実験プロジェクトに関連し、総重量は約31.5 kgで、その中には多種の植物種子材料が含まれている。宇宙遊泳から帰ってきた後、これらの種子は科学研究者に後続の研究と利用のために渡された。

聞くところによると、現在、中国はすでに宇宙育種の搭載実験を3000余り行い、主な食糧品種を240余り育成し、野菜、果物、林草、花卉の新品種を数百個育成し、年間食糧を20億キロ以上増産し、直接経済効果を千億元以上創出した。

「天が選んだ種」「天に昇る」「地に入る」

宇宙育種とは何ですか。人々はなぜ苦労して種を宇宙に送るのか。

中国農業科学院作物科学研究所の党委員会書記で国家宇宙育種プロジェクト首席科学者の劉録祥氏は、「宇宙育種は宇宙育種とも呼ばれ、種子などの植物材料を帰還衛星や有人宇宙船などの宇宙機に搭乗して宇宙に進出し、宇宙環境の宇宙線、微小重力、高真空などの総合要素を利用して種子遺伝子変異を誘発する。種子が地面に戻った後、遺伝可能な優れた変異を選択して良質な多収多抗植物新品種を育成する。」

伝統的な育種技術と比較して、宇宙育種の最大の利点は空間変異誘発材料の有益変異率が高く、育種周期が短いことであり、比較的短時間で高収量、早熟、抗病などの優れた性状を有する種質資源を創出することができる。劉録祥氏によると、種子にとって宇宙は超実験室であり、微小重力、弱地磁気、強放射、高真空、極清浄、超低温などの極端な条件を備えているからだという。宇宙変異誘発因子は多く、伝統的な地上変異誘発では得られない変異を得る可能性があり、宇宙変異誘発は多種の性状変異を誘発することができ、育種家は方向性選別によって収量あるいは抗病変異遺伝子を得ることができる。

宇宙機の負荷資源はどれも貴重だが、どのような種が宇宙旅行に行けるのだろうか。

種子選別は宇宙育種の第一歩である。「『天に昇る』種はすべて精選して細かく選ばれたもので、一般的に、選ばれた種は2つの条件を備えなければならない。これらの種子は活力が強く、発芽率が高いことが必要で、それによって種子が新しい環境の下で依然として無限の生気を含んでいることを確保することができ、良好な状態でこの長い旅路を開き、宇宙旅行の資格を得ることができる種子は「天選の種」と言える」と述べた。中国農業科学院作物科学研究所の謝永盾研究員は本紙に紹介した。

宇宙に入ってから、種子の「幻想的な漂流」は始まったばかりで、それぞれの種子が宇宙線に撃たれるわけではなく、撃たれたすべての種子が遺伝子変異を起こすわけでもなく、すべての突然変異が「有益な」わけでもない。そのため、宇宙から戻ってきた種子は基礎材料として、地面の選別、検証、育成を経て、最終的に検定を通過した種子こそ宇宙種子と呼ぶことができる。

合格した宇宙の種になるには、「天に昇る」だけでなく、「地に入る」ことが必要だ。宇宙から帰ってきた種子は、地上で長時間の培養と検査を経て、多輪の選別と鑑定を行う必要がある。この過程で、研究者は作物の実際の成長変化を鑑定するだけでなく、遺伝子レベルからどの遺伝物質が突然変異を起こしたのかを検出し、それから優れた性状を持つ新材料を再び育種利用し、遺伝的優位性を持続させる。

総じて言えば、1粒の種が「天に昇る」から、新しい品種が発売されるまで、8 ~ 10年の過程を経なければならないことが多い。長い選択育成の過程で、生産量、抵抗性、品質などはすべてクリアしなければならない。どの段階でも問題が発生すると、これまでの努力が水の泡になる可能性があります。例えば、長年にわたって選別・育成された種子は、最後の年の生産性試験であっても、何らかの病害が流行したり、極端な天候に見舞われたりして効果的に抵抗できなければ、最終的には淘汰されてしまう。「大量の品種は試験の過程で淘汰され、最終的に残された専門機関の検定（または検定）を通過した品種こそ宇宙種子であり、割合は非常に小さい」と劉録祥氏は言う。

検定が完了すると、新品種が普及し、本物の宇宙種子として広大な田野の間で成長し、豊作後は庶民の日常の食卓に流れることができる。宇宙育種材料の種類は豊富で、主要農作物、経済作物などの種子もあれば、地方の特色ある品種や珍しい種の種子、微生物菌種などもある。ここ数年来、全国宇宙育種協力グループと宇宙育種産業革新連盟の推進の下で、いくつかの「希望の種」が神舟宇宙船に乗って打ち上げられ、「嫦娥」宇宙機について月を回り、数量化宇宙育種を実現した。

実り豊かな花の香りがあふれている

中国農業科学院作物科学研究所の展示室には、透明な容器にさまざまな宇宙種子が盛られており、これまでに「航麦247」「航麦2566」「航麦287」「航麦501」「航麦3290」「航麦802」「航麦106」「航麦818」「魯原502」など多くの小麦宇宙品種が育成されている。種子企業と連携することで産業化応用を実現し、顕著な社会経済効果を生み出した。

「魯原502」は中国農業科学院作物科学研究所と山東省農業科学院原子力農業応用研究所が協力して選択育成した高収量良質小麦品種であり、現在の中国宇宙育種の中で単一品種の累計普及面積が最大の農作物品種でもある。「『魯原502』は小麦重穂型品種の倒伏しやすい難題を解決し、すでに全国の主導品種となり、累計1億ムー普及した」と劉録祥氏は述べた。

また、2021年に河北省検定を通過した高収量良質麺小麦品種「航麦802」は、耐塩性と総合抗病性が際立ち、適応性が高い。「航麦802」はまた良好な耐遅播能力を持ち、2022年秋、1カ月遅れで播種する場合、そのムー当たりの生産量は500キロ以上に達する。実践的な検査を経て、「航麦802」はまた非常に強い広適性、耐塩性と総合抗病性を示し、多収量であると同時に食糧品質も保証した。

安徽省阜陽市颍泉区伍明鎮彭荘村の田野を見渡すと、ここで栽培されている小麦品種の中には「阜航麦1号」があり、栽培している農家によると、成長周期全体で麦の苗は寒さに強く、穂形成率が高く、抗病性がよく、ムー当たりの収穫が高く、みんな栽培の積極性があるという。

「阜航麦1号」は宇宙育種の成果である。2013年初め、中国有人宇宙プロジェクト弁公室は阜陽市と協力し、阜陽市農業科学院は100グラムの自主育成された省審小麦品種阜麦8号の種子を神舟10号船を経由して搭載して宇宙に送り込み、15日間にわたる宇宙遊泳を行った。2013年6月、種子が地上に戻った後、阜陽市農業科学院は優位な科学研究力を集中し、畑の選別と鑑定を行った。数年の選別・育成、試験を経て、2016年6月、阜陽市農業科学院は多くの小麦穂系の中から優れた品系を鑑定し、「阜航麦1号」と命名した。2021年1月、「阜航麦1号」は安徽省農作物新品種検定証明書を正式に取得し、安徽省で初めて宇宙誘起技術を利用して自主的に育成された小麦新品種となった。

「2023年秋の品種、『阜航麦1号』は安徽、河南、江蘇省で累計40万ムーの面積を普及させるとともに、関連する多収栽培技術の研究を積極的に強化し、小麦の豊作をよりよく促進している」と阜陽市農業科学院小麦研究開発センターの馮家春主任は本紙に紹介した。

庶民の食卓を除いて、宇宙作物はすでに日常生活に入っている。例えば、普段よく見かける花の種は「空を飛ぶ」経験があるかもしれない。

最近、「新宇宙星空実験室」というタオバオの店舗が注目を集めている。店頭で販売されているのは宇宙を泳いだ花種だ。「延丹1号」球茎は第1陣の上線品種で、その育種生花の原型は山丹丹で、もともと陝西延安一帯に栽培されていた。宇宙環境とその高真空、微小重力、宇宙放射などの作用の影響の下で、いくつかの変化がひっそりと発生した。一連の選別育成作業を経た花はより強い耐性を持ち、月の雨の日や酸アルカリ性土壌でも、艶やかな花を咲かせることに影響を与えず、それだけでなく、「延丹1号」の花期も長くなり、花の香りがさらにあふれてきた。

現在、宇宙から帰ってきたこの花の品種は延安山丹丹の標準化生産モデル区から続々と千家万戸に進出しており、登場して2日もたたないうちに、最初の製品は売り切れてしまった。その後も新たな品種が続々と電子商取引プラットフォームに登場し、宇宙の花を植える楽しみをより多くの人に体験してもらうという。

「食糧作物、野菜果物から花卉牧草など、宇宙育種の多くの新品種が市場に進出し、食卓に上がり、日常生活に入っている」と劉録祥氏は紹介した。中国は前後して各種宇宙機を利用し、植物種子、菌種、試験管苗などを搭載し、小麦、水稲、トウモロコシ、大豆、小松菜、落花生、綿花などの主要食糧綿油作物、トマト、トウガラシ、キュウリなどの園芸作物の中で、一連の新種を育成し、応用し、牧草、林木、花卉などの分野でも一定規模の普及応用がある。

宇宙経済を後押しする

1987年に中国で9番目の帰還衛星が初めて農作物の種子を搭載して宇宙に飛来してから、中国の宇宙育種は30年以上が経過した。ここ数年来、中国の宇宙育種は人類の豊富な種資源と種子の革新に重要な知恵の成果を貢献してきた。

劉録祥氏によると、2006年9月に中国の「実践8号」衛星の打ち上げに成功したのは、世界初の農業育種目的のために打ち上げられた帰還型衛星で、「種子専用」とも言える。200キロ以上の種子材料とメカニズム研究装備は、中国の育種研究に豊富な資源を貢献した。

有人宇宙飛行プロジェクトが実施されて以来、これまでの飛行任務では農作物の種子搭載実験が行われてきた。ここ数年来、中国は空間変異誘発メカニズムの基礎研究分野で重要な進展を得て、種質資源の革新、育成品種の数、新品種の普及面積などの面で際立った表現がある。

「国際原子力機関の変異誘発育種全体のデータベースには、3400以上の変異種が登録されており、そのうち中国から選ばれた品種は約1/3を占めており、宇宙育種の功は欠かせない」と劉録祥氏は述べた。

それだけでなく、宇宙育種は依然として大きく前進し、急速に発展している。

技術面では、変異誘発とスクリーニングは2つの非常に重要な技術的一環である。謝永盾氏は育種技術の新たなブレークスルーについて、「例えば、今私たちがある単一の形質を変える時、遺伝子型や表現型などの面から方向性選別を行うことができるが、私たちは以前、比較的広い選択面に直面した時、確率に頼るしかなかった」と述べた。

「科学技術の発展に伴い、私たちは高スループットグループ学技術を通じて有益な変異部位を迅速に発見することができ、どのような性状が変化したのかをより便利に知ることができる」と謝永盾氏は述べた。過去、種子が「天に昇った」後にどのような違いが起こったのかを知るには、より長い時間の検査を経て、次世代の栽培と比較の下で確認する必要があった。しかし、現在、選別技術が日々成熟するにつれて、種子は地上に復帰した後、まず「身分を明らかにする」ことができ、後続の育種利用のために事前に基礎を築くことができる。

宇宙育種の発展の将来性について、劉録祥氏は「育種家は宇宙放射生物学船外暴露装備と技術を開発することによって、本当の意味での宇宙変異育種を展開し、宇宙ステーションに基づく宇宙育種の新システムを構築することができる。私たちは宇宙誘起変異のメカニズムを正確に設計し、深く解析することができ、同時に宇宙育種の重要な技術及び重大な遺伝子誘起変異の発掘と性状の統合を展開し、多様化した新種を開発し、種業の革新をリードし、『宇宙生物+新業態』を作り、宇宙経済の発展を後押しすることができる」

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