航天育种:“神舟”孕育神奇“太空种”

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航天育种这个不算新但科技含量极高、关系到农业和人们生活质量的话题，一直备受关注。航天育种要经历什么样的流程？太空种子长成的农作物食用后是否安全？

“神舟八号”飞船在与“天宫一号”成功完成两次对接试验后，返回舱于11月17日在内蒙古四子王旗着陆。人们在欢呼庆祝我国载人航天工程取得又一个重大技术突破的同时，“神舟八号”飞船又一次进行的植物种子空间搭载试验备受关注。这是我国自1987年开始利用返回式卫星搭载植物种子以来的第25次种子空间飞行航天育种试验。

中国科学家独创航天育种新思路

“种子上天一转，下来就增产，就是太空种子，这个概念是不科学的。”天水神舟绿鹏农业科技有限公司副总经理胡小明开门见山地说。

所谓航天育种，准确地讲叫航天诱变育种，是利用航天特殊环境因素诱变农业生物遗传改良，具体指利用空间环境的宇宙粒子、微重力、弱地磁、高真空等综合因素，在空间环境对农业生物的诱变作用来产生有益的基因变异，返回地面后通过进一步选育，创造农业育种材料、培育新品种的农业生物高技术育种新方法。

1987年8月5日，时任国家863计划应用生命科学课题责任专家的蒋兴村研究员，利用我国第九颗返回式科学试验卫星首次成功搭载了一批水稻和青椒等农作物种子。当时，搭载农作物种子的目的并不是为了育种，只是想看看空间环境对植物遗传性是否有影响。但是，科学家在实验中无意发现，极个别上过天的种子发生了一些意外的遗传变异。后来人们开始考虑利用这种方式进行农作物航天育种。

早在20世纪60年代初，苏联及美国的科学家就开始将植物种子搭载卫星上天，在返回地面的种子中发现其染色体畸变频率有较大幅度的增加。1996~1999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。到2009年年底，美国国家航空航天局所属的作物生理学实验室已经筛选出适合空间站培植的超矮小麦、水稻、大豆、豌豆、番茄和青椒等作物品种或品系。

目前，美欧利用国际空间站进行的太空植物试验研究，最终目的要使宇宙飞船成为“会飞的农场”，培育和筛选适应航天环境生长的不同植物品种是国外航天生物工程研究的重要方向。迄今为止，国外尚未见到有关利用航天诱变进行农作物育种的研究报道。

“太空种子”成功率极低

国家航天育种工程首席科学家、中国农科院航天育种研究中心主任刘录祥说，并非所有的种子只要上天一转，回到地面就会变得高产优质。卫星搭载过的种子只有百分之几甚或千分之几可能发生变异。尽管这一突变率较之传统的物理及化学诱变剂已相当突出，但仍有不少种子未发生任何突变或发生负效应突变。

“种子搭载只是航天育种万里长征的一小步，最繁琐、最重要的工作是在后续的地面上完成的。”胡小明强调，与转基因、核辐射等人工诱变育种技术相比，航天育种技术只是前期的诱变过程，是通过太空环境实现的，而后续的地面培育工作基本相同。

他解释说，种子经过空间搭载返回地面以后，须经专业育种人员至少4～6年的筛选、淘汰、稳定化试验，从中选出有价值且具推广应用前景的品系，再经过进一步的试验和鉴定，最后还要通过国家品种审定委员会的审定，才能被称为“太空种子”，进行推广应用。

“太空粮”“太空菜”食用安全

转基因食品安全性问题正日益受到人们的关注。而航天育种也一度被当做一种转基因产品，其食用安全性备受质疑。那么，人吃了航天育种培育出的农作物新品种生产的“太空粮”“太空菜”，会不会有不良影响呢？

刘录祥表示，实践证明航天育种是安全的，通过航天育种培育出的品种生产加工的食品也是安全的。这是因为在自然环境中，植物种子实际上也在发生变异，只是这个变异过程极其缓慢，变异频率很低，我们称其为自然变异。早期的植物系统育种方法大都是对这种自然变异的选择和利用。航天育种是人们有意识地利用空间环境条件加速生物体的这一变异过程，我们称其为人工变异。航天育种产生的变异与自然变异在本质上是没有区别的。太空种子的变异基因还是地面原来种子本身基因变异的产物。

刘录祥解释说：“如果一个作物的基因链条是‘12345’的话，航天育种只是将它的基因链条打乱了，可能变为‘15243’或‘13245’，它没有外来基因导入，而转基因的话，就可能增加一个‘6’，有外来基因的导入，这就是本质的区别。”

事实上，国际上普遍用高剂量的核辐射装置为面包、大米、方便面、脱水蔬菜等消毒灭菌，这些食品都可以直接安全食用，并为多个国际组织所倡导。国际原子能机构组织倡导的核辐射诱变培育品种方法，迄今已经在世界70多个国家培育出3000多个植物突变品种。人们食用这些理化诱变品种加工出来的食物已经50多年了，根据人们长期的食用经验，理化诱变的食物是无任何危害的。因此，航天育种培育出来的产品可以放心食用。

航天育种效益良好

自1987年首次利用返回式卫星搭载农作物种子开展航天诱变育种，特别是2006年组织实施国家航天育种工程和发射“实践八号”育种卫星以来，一大批产量和质量双高的新品种脱颖而出。

目前，我国已利用航天育种技术先后在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜、棉花、花生、芝麻、番茄、青椒、苜蓿等多种作物上培育出进入省级以上区域试验的优异新品系200多个，其优航2号水稻、航麦96小麦、中棉所50棉花等85个农作物新品种通过国家或省级品种审(认)定，使得我国利用航天技术培育的农作物新品种总数达到110个。

据不完全统计，“十一五”期间我国利用航天技术培育的农作物新品种累计推广应用4700多万亩，增产粮棉油15亿公斤，增加社会经济效益20多亿元，为提升我国粮食综合生产能力和农产品市场竞争力作出了积极贡献。