让种子到太空去“镀金”

王哲

航天育种可在相对较短时间内创新出优质的种质资源，能够很好地缓解我国农作物优质种源贫乏的问题。

在去年大热的美国好莱坞大片《火星救援》中，由马特·达蒙饰演的科学家、宇航员马克滞留火星，靠自己的知识储备种土豆作为食物补给，通过艰苦卓绝的努力坚持等到救援，最终重返地球。而在中国的航天育种专家们看来，如果当时飞船带上中国用于航天育种的种子材料，马克在火星上的生活幸福感可能要强得多。

太空蔬果萌萌哒

萌萌的迷你南瓜、表皮“强韧”的西红柿、高高挂着的小香蕉、五彩的菜椒、变色的月季……本刊记者日前在位于通州国际种业科技园区的北京神舟绿鹏农业科技有限公司看到，这里种植的蔬菜、水果和花卉看起来既新奇又可爱，它们都是通过太空旅行后培育出来的具有突破性的优良品种。

航天育种对于很多人来讲只是在科幻小说里出现的情节，但在北京神舟绿鹏农业科技有限公司董事长赵辉看来，它是非常有意义的一项事业，“让种子材料上天，通过宇宙射线、超真空、微重力等特殊的太空环境促进种子发生基因突变，使农作物种子有益变异率高，育种期限缩短，育种材料更为丰富，可在相对较短的时间内创新出优质的种质资源，很好地缓解我国农作物优质种源贫乏的问题。长远来看，这是解决中国十几亿人口吃饱吃好的大事业。”

赵辉随后话锋一转，“但航天育种并不像人们想像得那么神奇，‘太空之旅只是走了种子培育的第一步，后面还有大量繁琐枯燥的工作要做，在太空归来后的三至五年内，要对这些种子进行种苗培育、栽培观测，再经过选择、淘汰、试种、审定等一系列艰苦复杂的程序，才有可能形成新品种。”

“自然条件下，环境的改变也能导致种子发生基因突变，环境会筛选出适应性更强的基因。但这个过程是缓慢而又被动的，而且变异率极低。”该公司副总经理李静对本刊记者进一步解释说，“自然基因突变产生一些好的性状，如器官变大、口味变好等，人们发现后进行人工种植，自然选择的概率通常在百万分之一以下。而上过天的种子诱变率高，一般能达到千分之五，基因的有益变异率大大增加，基因选育就会更为主动。比如我们基地经我国第22颗返回式卫星搭载金针菇选育出的新品种，生长期缩短了20%。”

人工代替不了航天育种

进入公司的育苗实验室，首先要经过紫外线消毒并穿上专门的工作服。在实验室里，本刊记者看到，工作人员正在认真地对已经形成新品种的太空种子幼苗进行分苗。分苗后，所有的种苗都将被放入育苗瓶进行营养栽培，在长到一定程度后，就可以销售和种植了。“这只是复杂的航天育种的其中一步，我们通过这种育苗方法提高种苗的免疫力和抗病能力，以此来提高种苗种植的成活率，提升产量。”赵辉对记者说。

受航天育种的启发，通过人工射线增加种子的基因突变率是不是也可以，何必劳神费力地让种子去太空转一圈？赵辉对记者解释说，目前的人工诱变尝试致死率高，应用效果差，“人工采用伽马射线，更多作用于种子表面，模仿太空状态的剂量很难控制。在太空更多的是粒子辐射，穿透力强，太空种子的成活率能够达到90%以上，而且变异效果好。”他举例说，用卫星搭载的水稻种子，其变异几率为12.5%，比地面处理的变异几率提高100倍。

赵辉还特别强调说：“航天育种是利用太空特殊的条件环境产生的基因突变，这种突变自然条件下完全可以发生，只是需要更久的时间，而转基因是人工地进行基因重组。从科学上来说，航天育种技术与转基因无关。”

北京神舟绿鹏农业科技有限公司成立于2011年9月，是由中国空间技术研究院的全资子公司神舟生物科技集团有限公司和东昇集团、晨农集团共同出资设立的一家农业高科技企业。绿鹏参与神舟飞船上搭载植物试管苗的地面选育试验，培育出的太空香蕉、太空树莓、太空葡萄、太空兰花、太空百合、太空月季等作物已供向深圳、海南、辽宁等多个区域。在这当中，适宜北京种植的各种蔬菜和太空草莓、太空树莓等，也都在航天育种科技园进行种植试验。“早熟的太空香蕉帮助海南的蕉农躲避了台风的威胁；生物能量很高的芦竹可以当做生物燃料，对环境影响小；太空树莓具有高经济价值，已经作为航天集团扶贫计划的一部分在贫困地区示范种植……”李静不无自豪地介绍。

航天育种是我国的发明

本刊记者了解到，早在上世纪60年代初，苏联、美国的科学家就发现植物种子搭载卫星上天返回地面后，其染色体畸变频率大幅增加。到上世纪80年代中期，美国将番茄种子送上太空后获得了变异的番茄后代，而且可以食用。1996年至1999年，俄罗斯等国在“和平号”空间站成功种植小麦、白菜和油菜等植物。国外搭载植物种子上天的主要目的是用于探索空间条件下植物生长发育规律，其目的在于使宇宙飞船成为“会飞的农场”，最终解决宇航员的食品自给问题。

“利用航天诱变进行农作物育种可以说是我们国家的发明，”赵辉介绍说，“有关理论研究肯定是美国和俄罗斯更强，但论到育种方面，我们的实践经验要丰富得多。”

1987年8月5日，跟随我国第九颗返回式科学试验卫星，一批水稻和青椒等农作物种子被送向了遥遥天际，这是我国农作物种子的首次太空之旅。我国先后22次利用返回式卫星和神舟飞船搭载植物种子、菌种、试管苗等近4000种，经地面筛选育成200多个农作物优良新品种、新品系并进入品种区域试验，通过国家或省（部）级鉴（审）定的新品种有72个，包括水稻、小麦、玉米、大豆、油菜、棉花、花生、芝麻、番茄、青椒、苜蓿等多种作物，并从中获得了一些有可能对产量有突破性影响的罕见突变材料。到目前，我国累计推广“太空粮食作物”240万公顷，增产粮食13亿公斤，新增直接经济效益21亿元。

“如果《火星救援》拍续集，建议编剧设计一个带中国的航天育种成果到火星试种的情节，相信还会发生更加有意思的故事。”赵辉对本刊记者说。