导语：为啥要送种子去太空出趟“差”？让我们一起揭开航天育种的神秘面纱

最近，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。随舱下行的载人空间站第三批空间科学实验样品在着陆场交付空间应用系统，包括3个生物样品冷包和1个无容器样品袋。

中科院分子植物科学卓越创新中心、中科院空间应用中心供图，下同。

该批样品于5日顺利运抵中国科学院空间应用工程与技术中心，经检查确认返回样品完好后，样品顺利交接至相关实验科学家手中。其中就包括了经过120天的空间培育生长，国际上首次在轨获得的水稻种子。

水稻首次在太空结籽

水稻是人类主要的粮食作物，也是未来载人深空探测生命支持系统的主要候选粮食作物，利用空间微重力进行水稻育种，是空间植物学研究的重要方向之一。种子既是人类的粮食，也是繁殖下一代植物的载体，人类要在空间长期生存，就必须要保证植物能够在空间完成世代交替。

此前，国际上在空间只完成了拟南芥、油菜、豌豆和小麦“从种子到种子”的培养。而在中国空间站内，“微重力条件下高等植物开花调控的分子机理”项目瞄准了水稻和拟南芥两种植物。

神十四乘组在轨期间，从7月29日注入营养液启动实验，至11月25日结束实验，水稻和拟南芥种子在中国空间站内经历了120天的空间培育生长，完成了种子萌发、幼苗生长、开花结籽这一“从种子到种子”的发育全过程。这是国际上首次完成的水稻全生命周期培养实验。

期间，航天员在轨进行了三次样品采集，包括孕穗期水稻样品、拟南芥开花期样品及水稻和拟南芥种子成熟期样品。采集后，开花或孕穗期样品保存于零下80摄氏度的低温存储柜中，种子成熟期样品保存于4摄氏度低温存储柜。

水稻和拟南芥的在轨实验样品分别装在3个生物样品冷包中，随飞船返回地球。后续，科学家将对返回样品进行分子生物学、细胞学和代谢等相关分析，通过检测及分析研究，解析空间微重力对于拟南芥和水稻作用的规律和分子基础，为进一步创制适应空间环境的作物和开发利用空间微重力环境资源提供理论依据。

水稻在太空开花时间提前

水稻在太空中的长势是科研人员关注的重点。在空间站微重力环境下生长的水稻，其多种农艺性状都与地面有所不同。

其株型在空间变得更为松散，矮杆水稻变得更矮，高秆水稻的高度没有受到明显的影响；水稻在空间开花时间比地面略有提前，但灌浆时间延长了10多天；大部分的颖壳不能关闭。开花时间和颖壳闭合在保障植物充分的生殖生长、获得高产优质种子方面有重要作用，科研人员将利用返回样品进行进一步分析。

此外，航天员还在空间站内开展了再生稻实验，并获得了再生稻的种子，水稻剪株后仅20天就再生出了2个稻穗。研究人员认为，这为空间作物的高效生产提供了新的思路和实验证据，该技术可以大大增加单位体积中的水稻产量，也是国际上首次在空间尝试的再生稻技术。

拟南芥在太空也顺利开花，科研人员首次对空间生物钟调控光周期开花的关键基因进行研究。后续还将进一步利用返回材料，对拟南芥适应空间环境的分子基础进行深入解析。

种子上天犹如“开盲盒”

航天育种也称空间诱变育种，是将作物种子搭乘返回式航天器送到太空，利用太空特殊的环境诱变作用，使种子产生基因变异，再返回地面，经过选育，形成特性稳定的新品种。

之所以选择“上天”，是因为自然界的基因变化发生非常缓慢，而太空为基因变异提供了一个绝佳的辐射场所。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，在这种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，可以为科学家们提供尽可能多的基因源材料，为育种按下“快捷键”。

而种子在太空发生的一切反应，对科学家来说就像是在“开盲盒”。因为在这趟种子们的“出差”过程中，哪颗种子能被宇宙射线击中？基因将如何改变？这些都是未知数。只有将经历了太空旅行的种子带回地球进行后续观察，一些种子的后代可能会长得又快又好，或者在病虫害方面的抵抗力大幅提升。科研人员再根据其中“优等生”的性状表现，从中筛选出变异基因，并培育成为新品种。

被宇宙粒子击中的“幸运儿”

“普通杂交稻需要150多天成熟，而‘锦优90’生育期缩短了10多天，依旧可以做到优质高产。”10月中旬，成都市新都区马家镇的稻田一片金黄。经过农业专家现场测产，这个由四川省农业科学院生物技术核技术研究所和四川省水稻航天育种工程研究中心共同选育的航天优质稻新品种的表现十分出色。

在甘孜巴塘，同样有过星际旅行经历的航天育种土豆新品种“红美微”在这里落地生根。这种土豆看起来像红薯，但鲜嫩多汁，削皮后就能吃，像水果一样清香微甜，口感爽脆。

由此可见，航空育种的成果已在我们的生产生活中广泛应用。而一粒种子经过太空旅行，再来到老百姓的餐桌，这个过程并不容易。

由于载人航天工程的载荷资源非常珍贵，种子必须经过纯度、净度、发芽率等标准严苛的筛选才能成为“天选之子”，跟随着宇航员一同在太空“出差”。上了天的种子也不见得都能顺利完成任务，根据统计，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，有的甚至会发生结实性降低、成熟期延长、甜份流失等负面的变化。

而那些被宇宙射线击中且发生良性基因改变的“幸运儿”，回到地球后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，整个过程可能耗时6到8年。

资料显示，自1987年中国首次将水稻、辣椒等农作物种子送上太空后，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。目前，我国太空育种的育成品种数量和推广应用范围处于世界第一位。

来源：中国日报、齐鲁壹点