种子的太空旅行

你见过重达200公斤的航天“巨无霸”南瓜吗，是不是对它的个头和产量感到不可思议？你观赏过多蕊色深的太空金盏菊吗，对它长达9个月的花期是不是啧啧称奇？还有皮薄肉厚的航天西瓜，有没有让你对它的酥脆爽口惊叹不已呢？

这些神奇的植物都是航天育种的技术成果，将古老的农业与先进的航天技术连接在一起，给育种蒙上了一层神秘的面纱。与常规育种相比，航天育种有什么不同？一粒普通种子，怎样演变成“太空种子”？那就让我们来揭开航天育种背后的秘密。

为啥要让种子“上天”

在太空中种出来的土豆是什么样？马特·达蒙在《火星救援》中给出了答案，他虽然没有具体描述出火星土豆的口感，但作为救了他一命的食物，想必味道好极了。在目前的科技条件下，人类到火星种土豆确实是一件只能幻想的事情，但是，吃一口在太空中孕育出来的食物，早就是一件离普通人很近的事了，我们在餐桌上最常吃到的黄瓜、大豆、玉米等多种作物，很多就有可能是来自太空。

那么，为什么要发展航天育种技术？这一技术相较于其他育种方式有什么优点？

在自然條件下，随着环境的改变，种子也会发生基因突变，环境会筛选出适应性更强的基因，但是这个过程十分缓慢，而且变异率极低，种子基因突变的概率在百万分之一以下，而经过太空环境影响可达到千分之五。与常规育种方式相比，航天育种听上去似乎很难，其实航天育种跟常规育种没有本质区别，它只是在常规育种的层面增加了让种子上天的过程，通过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增高，育种期限缩短，育种成果更为丰富。而且在太空，各种辐照、射线都有，更多的是粒子辐射，穿透力很强，一般太空种子的成活率能够达到90%以上。

为什么种子“一上天就好了”，其中的原理科学家们正在做进一步的研究。

实际上，一粒种子从上天到入地再到结出果实，是一个复杂的过程。

第一阶段是选种。选择什么样的种子搭载上天，要经过多重筛选。究竟什么样的种子能够通过筛选，获得成为“太空种子”的机会呢？只有具有稳定遗传性状的纯系自交种才能被搭载上天，杂交种子由于发生性状改变的原因比较难以解释，一般不能上天。而且搭载种子在纯度、净度、发芽率上，均要符合国家作物种子质量标准，每份搭载种子的数量，小粒作物一般应在3000粒以上，大粒作物一般应在1000粒以上。搭载资源非常有限，每次100种左右。

第二阶段是诱变。利用卫星和飞船等太空飞行器将植物种子带上太空，利用特有的太空环境条件，如宇宙射线、高真空、弱地磁场等因素，对植物的诱变作用产生各种基因变异，再返回地面选育出植物的新种质、新品种。一般来说，种子搭乘卫星上太空转一圈便能“变”出更优良的品质，比如结出更大更甜的果实，开出更美的花朵。

第三阶段为下地。种子随着搭载的航天器返回地球后，随即要进行地面选育工作，包括地面种植、观察、突变体筛选、遗传稳定性鉴定等工作。因为种子的变化是分子层面的，想分清哪些是我们需要的，必须将这些种子全部种下去，繁殖三四代后，才有可能获得性状稳定的优良突变系植物。

就这样，经过一个漫长的过程，每次太空遨游过的种子，都要经过连续几年的筛选鉴定，其中的优系再经过考验和审定，才能成为真正的“太空种子”。

种子与国家科技的竞争

坐落在北京郊外的北京通州国际种业科技园区，被誉为我国的“种子硅谷”。园区里，驻扎着众多我国种子行业的龙头企业，这里已经成功培育出了太空香蕉、太空树莓、太空葡萄、太空兰花、太空百合、太空月季等品种。

一直以来，我国都是种子需求大国，然而，我国种业的竞争力却不强，这是摆在我国种业面前的严峻现实。用中国工程院院士袁隆平的话说，关键时刻，一粒小小的种子可以绊倒一个大国。就拿印度为例，美国种业巨头孟山都在2002年将Bt-棉花种子引入印度，从此垄断了印度的棉花种子市场，导致种子的价格上涨了80倍。所以，这是一场迫在眉睫的科技竞赛。

中国是目前世界上3个独立掌握空间飞行器返回式卫星技术的国家之一，在航天育种方面，3个国家各有特色。目前美国航天工程育种工作计划主要涉及种质创新、药品生产、生物反应器等几个研究领域。俄罗斯的研究重点则是空间植物栽培研究，曾在国际空间站完成了豌豆的连续世代循环栽培，以及成功种植超矮小麦、白菜和油菜等植物。

我国航天育种开始于1987年，但最早主要是国外的公司使用中国的航天器进行搭载。从搭载辣椒、西红柿种子开始，我国开始了自己的航天育种进程。自1987年以来，在“国家863高科技计划”的推动下，我国先后13次利用返回式卫星和5次飞船及多次高空气球，搭载了70多种植物的2000多个品种的种子，涉及粮、棉、油、蔬菜、花卉、牧草及中药材等多方面。已进行的项目有：小麦、水稻、玉米等粮食作物，大豆、绿豆、黑豆等豆类作物，棉花、烟草、香蕉、莲子等经济作物，油菜、番茄、黄瓜、甜椒、西瓜、甜瓜等蔬菜作物，曼陀罗、兰花、玫瑰等花卉，红豆草、紫花苜蓿等牧草，人参、甘草等中药材。

比如，经卫星搭载处理后获得的博优721亚种间杂交水稻新组合，大面积亩产量达700多公斤，比当地主栽品种增产15%以上；优质、高产的水稻华航1号、芝麻新品种航芝麻1号、食用菌太空金针菇等，都受到农业生产者的普遍欢迎。同时，我国利用航天诱变技术，创造了一批目前利用传统育种手段较难以获得的罕见品种，如特早熟小麦、特大粒莲子太空莲3号、特大粒红小豆突变系、特长角果双底油菜等，将对作物的产量和品质等主要经济性状的遗传改良产生重大影响。

航天育种是个接地气的实实在在的行业，已经有多个地区利用这一技术实现了收益。

经历非凡的“太空种子”安全吗

经过太空“旅行”的种子会产生变异，那它对人类安全吗？航天育种是不是转基因？这也是让很多人疑惑和担心的问题，有的人把航天育种跟转基因相提并论，认为通过航天诱变搭载育出的新品种存在着安全问题。

科学家表示，虽然目前科学界尚不清楚种子在太空条件下产生诱变的机理，但航天育种是一种安全的育种方式，航天育种不是转基因。转基因是外源基因的导入，而航天育种是自己的基因在变化。即使没有上太空，种子的基因在地球上也会有变化。在正常情况下，植物种子产生自然变异要经历漫长的过程，或许几十年甚至上百年，而航天育种只是使这个速度加快而已，并不存在安全问题。

航天育种是利用宇宙空间诸多特有的条件，使作物的种子自身染色体发生变异，航天种子没有导入外来基因，因此不会产生不良物质，其安全性完全有保证，人们完全可以放心地食用。早在1996年，科研人员曾经做过一个严格的实验：把经过我国第17颗返回式卫星搭载的种子，采用专业的伽马谱仪测定，发现它的放射性元素并没有增加。因此，食用太空种子培育和加工生产的粮食、蔬菜等，不会产生不良反应。