【创作培育计划】航天育种：一颗种子的太空之旅

作者：牛明敏

审核：刘录祥

都说种菜是刻在中国人基因里的天赋，而宇宙的尽头同样离不开种菜。近来，随着中国航天事业的发展，大家对航天相关话题的关注度越来越高，从“天宫课堂”到“太空邮局”，航天热潮持续升温，就连我们去趟超市也能看到 “太空西瓜”、“太空番茄”等标签。“来自太空的蔬菜”听起来有些不靠谱，难免被误解为时髦噱头或商业炒作。但真相是，这些蔬菜的种子，可能真的比我们早一步进行过星际旅行。

带种子“上天”

带植物上天，或者在太空种菜这些听起来挺酷炫的事，其实早在1957人类发射第一颗人造卫星就开始做了。自1987年，我国首次将水稻、辣椒等农作物种子送上天到如今的三十多年里，我国也先后进行了30多次返回式卫星或载人航天搭载千余种植物上天，这些种子有小麦、高粱等粮食种子，有黄瓜、番茄等蔬菜种子，也有甜瓜、樱桃等水果种子。

我们在超市里看到的“太空西瓜”“太空番茄”当然不是来自外太空的植物，而是土生土长的地球种子，被送到太空接受宇宙射线照射，再随着卫星或飞船返回地球，在地面进行培育、杂交和筛选，这项技术被称为“航天育种”，又称空间诱变育种。

航天育种的本质是利用特殊的外太空环境让植物种子加速进行基因突变（如基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变）。基因突变原本是生物进化的既定机制，也是自然界创新的来源，目前对于人类进行基因改造涉及伦理和技术重重阻碍，只能停留在想象。那如果是植物呢？

由于自然界的基因变化发生非常缓慢，所以想促使植物发生基因突变需要依赖辐射诱变技术，这个原理并不复杂，射线击中种胚的遗传物质结构，种子内部首先会启动损伤修复机制，尝试愈合“伤口”，这使得染色体片段有插入、倒置、移动等突变机会，也就是说通过核辐射外力，强制染色体重新洗牌，由此获得新变化。

在国内外农业育种过程中，辐射育种十分常见。而太空就是一个提供辐射的绝佳场所，宇宙的环境远比地球复杂，拥有宇宙射线微重力和高真空度等，在这环境中引起植物基因变异的概率更高、程度更彻底，周期更短，是人类利用太空资源的一次成功尝试。

不是所有种子都叫太空种子

载人航天工程的载荷资源非常珍贵，所以天选种子从“上天”到“入地”必须经过纯度、净度、发芽率等标准严苛的筛选，只有果实饱满、活力好且遗传稳定性高的种子，才有可能随着宇航员一同在太空“出差”。

而冲向太空只是考核的第一步，上天的种子也不见得能顺利完成任务。事实上，能顺利完成基因突变的种子可能不到10%，有些种子在宇宙环境里并不发生变化，或者发生的变化没有意义，甚至是有害的变化（比如结实性降低，成熟期延长、甜份流失等）。这是因为辐射诱导种子的遗传物质为什么变、什么时候变、变成什么样，这其中存在极大的随机性和不确定性。

在经过一段时间的太空旅行返回地面后，只有完成被宇宙射线击中且发生良性基因改变的种子才能被留下，有时还要被送到全国各地多个生态区进行筛选、繁殖，再经过多年、多个生态地点的测试，连年优秀者经过专门审定委员会的鉴定，才能最终来到市场，整个过程将耗时6到8年。

目前我国已培育出700余个航天育种新品系、新品种，其中通过国家或省级审定的超过200个，年种植面积3000多万亩，社会经济效益显著。

“太空果蔬”味道究竟如何？

民以食为天，涉及食物离不开的两个问题，安全和味道。了解过航天育种原理的人会发出这样的疑问，经过核辐射照射的种子会安全吗？那些去过太空的番茄、黄瓜、南瓜等，不仅产量增大，大小体重也成倍增加，看起来几乎不像地球生物，这些变化都是良性的吗？

从原理上来解释，太空育种和常规辐射诱变育种一样，都是植物自身的基因组序列发生改变，没有增加任何放射性，因此符合食品安全标准。这些去过太空的果蔬种子跟我们身边的地球果蔬一样安全可靠。

至于口感，根据实际培育情况看，经过太空育种的蔬果，味道和口感比普通的更好，比如太空黄瓜更鲜嫩多汁，太空萝卜除了口感更好，学会了一项特殊技能：让害虫不敢近身；“太空紫薯”更香甜软糯……这当然也跟优选种子有关，只有发生积极变化，具有高产、优质、早熟、抗病、口感好的的种子才能入选，随后进行大量繁殖，最终流通到市场，来到我们的餐桌。

粮食问题虽为根本，但粮食之外，人类的追求永无止境。

2021年我们收到一份来自银河的浪漫礼物：太空玫瑰。这些玫瑰是在19年前搭载神舟四号飞船进入太空，随后经过多代选育、繁殖，最终成功培育，花期可达两个月。

太空玫瑰跨越星空而来，展现出中国航天的浪漫，而未来航天育种技术能多大程度改变人们的生活，仍然给人无限遐想。

参考文献：

奇云.航天育种:来自太空的"魔力"[J].生命世界,2012,(4):34-41.

王侠礼.航天育种的成就与进展[J].安徽农业科学,2004,(4):781-782.

彭海荣.关于太空蔬菜，你了解多少[J].中国食品,2015,(9):112-115.

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