航天种子的“上天入地”之旅

◎本刊综合

航天员上天时，常会邀请一些特殊的“伙伴”一同前往，它们是被赋予特殊使命的种子。随着我国不断加大育种创新攻关力度，一批批“希望的种子”乘着神舟系列飞船升空、跟着嫦娥系列航天器绕月，实现批量化航天育种。

不仅要带上去，还得飞回来。回到地面后，在太空被培育的种子会完成一项项特别的任务，发挥重要的作用。皮薄汁多的“航小瓜”、口感像猕猴桃的番茄等就是其中的成果。

种子“既要上天，也要入地”，接下来我们就跟随航天种子“上天入地”，开启奇妙之旅，感受航天育种的科技魅力。

什么是航天育种

航天育种，又称空间植物诱变育种或太空育种，是让种子搭乘返回式卫星、飞船、空间站等航天器，到太空“出差”，利用空间强辐射、微重力、弱磁场、高真空等空间特殊环境的诱变作用，使其产生变异，再返回到地面，经过科学家多代筛选培育，最终形成特性稳定的新品种。

图1 航天育种技术流程（图/《农民日报》）

比一比

提到育种技术和太空，我们会想到转基因育种和太空种菜，它们与航天育种有什么不同呢？

“飞天”不简单

和航天员一样，种子也得满足条件才能获得“太空入场券”。有机会遨游太空的种子必须是遗传性稳定、综合性状好的种子。

在太空环境中，密集而强大的宇宙射线犹如“子弹”一般，能轻而易举地穿透种子。一旦种子的遗传物质受到“子弹”的攻击，种子内部就会启动修复机制，尝试自愈，这使得染色体片段有插入、倒置、移动等突变机会。也就是说，通过辐射外力，强制染色体重新洗牌，由此让种子发生变异。

相比地面普通的诱变育种技术，航天育种能让种子加速变异，缩短育种周期，提高品质。

综上所述，本地区以MP、IFB和PIVS为呼吸道感染的主要病原体，感染在性别、年龄层次和季节上的分布与其它地区存在一定差异，数据结果对于临床经验诊断和用药有一定帮助，也便于社区呼吸道疾病的预防性管理。

这些种子上过太空

1987年，我国首次将水稻、辣椒等农作物种子送上天。从那时至今的三十多年里，我国先后进行了数十次返回式卫星或载人航天器搭载千余种植物上天实验，其中有小麦、高粱等粮食作物种子，有黄瓜、番茄等蔬菜种子，有甜瓜、樱桃等水果种子，还有红景天、铁皮石斛、五味子等中草药种子和紫花苜蓿、白三叶等牧草种子。

比如：神舟六号载人飞船搭载了秋海棠、苦苣苔和灯盏花等植物种子；乘坐神舟十三号载人飞船上天的“乘客”有紫花苜蓿、燕麦、生菜等各类植物种子；木芙蓉种子搭载神舟十五号载人飞船进入太空，在那里经过5天辐射后，由神舟十四号载人飞船带回地面；神舟十六号载人飞船搭载了玉米、藜麦、高粱等作物的种子。

图2 随神舟十六号载人飞船上天的桉树育种实验种子（图/央视新闻）

图3 神舟三号飞船搭载选育的“中天1号紫花苜蓿”(图/新华社）

“入地”有成效

很多同学认为，把种子带上天再带回来，作物就能丰产，果实就能变大。其实不然，“太空旅行”只是第一步，回到地面后，种子还要经过层层考核与选拔。

1.“拆盲盒”体验

并不是所有的种子都有机会被宇宙射线击中而产生变异，种子在太空中的突变率为0.05%～0.5%，只有“幸运儿”才会在返回地面后被挑选出来。

基因变异会让种子后代的抗病能力、生长周期、果实的个头等发生变化。这种变异具有不定向性，有的种子会往好的方向突变，有的则相反。只有符合要求的种子才会被科学家留下来。选种的过程就如同“拆盲盒”，或许惊喜不断。

图4 北京市通州区的航天育种核心示范基地内的工作人员正在开展航天种子选育研究工作（图/中国新闻网）

2.选育

选育过程并不简单。科学家会先将上过天的种子统统播种下去，再将一代植株结出的种子播种，培养第二代植株，然后根据育种需求对第二代植株结出的种子进行定向选择，再播种、筛选，之后让它们自交繁殖，如此繁育三四代后，才有可能获得遗传性状稳定的优良突变系。

神舟系列载人飞船搭载的蔬菜种子中选育出优良变异株系5000多个，育成了数十个航天系列辣椒、航天特色番茄等蔬菜新品种。

种出的果实“不一般”

经历太空遨游的农作物种子，大多数都发生了遗传性基因突变。返回地面种植后，不仅植株明显增高增粗、果型增大，产量比原来普遍增长10%～20%，而且品质大为提高，作物对病虫害的抗逆性特别强。

2021年至2023年，航天小麦新品种——“阜航麦1号”亩均产量超过800千克。太空西瓜味道更加沙甜可口。太空紫薯更香甜软糯。玉米从太空“出差”回来后，果实从黄色变成了贵族般的紫色，具有抗氧化功效的花青素含量提高了6至8倍。

图5 通过航天育种培育出的小番茄（图/央视新闻）

种植新体验

2019年，山东省阳信县第一实验学校申请获得航天种子，同学们与航天种子的奇缘便开始了。

在今年升级的劳动教育基地——萌园中，同学们在老师的指导下进行航天种子种植活动。学生李恒谦、刘国畅和光翊然都喜欢吃辣椒，于是决定对比种植航天辣椒和普通辣椒。让我们来看看他们的种植经历吧。

辣椒成长记

◎山东省阳信县第一实验学校 李恒谦 刘国畅 光翊然

4月初，我们开始种植辣椒。我们先用多菌灵粉剂对土壤进行消毒，之后浸种催芽：将航天辣椒种子和普通辣椒种子浸泡在干净的常温水中约8小时，并轻轻洗掉种皮外的黏液，用细沙与种子混合后撒播。

播种后，我们在土壤上盖上大约1 cm厚的土，喷洒适量的水，让土壤保持湿润。然后，覆上塑料薄膜。

经过几天的耐心等待，辣椒种子陆续发芽了。再过几天，幼苗长高了些，油亮的嫩叶上没有一点泥土，如同荷花那般“出淤泥而不染”。航天辣椒植株明显比普通辣椒植株高且粗。

一个星期后，辣椒幼苗长到了四五厘米高，我们进行移苗。几天后，辣椒幼苗适应了新的环境，开始茁壮成长。航天辣椒幼苗长得比较快，也比较粗壮。我们利用课余时间除草、施肥、浇水，促进幼苗生长。

图7 航天辣椒幼苗（左）和普通辣椒幼苗对比

图8 航天辣椒幼苗茁壮成长

5月底，航天辣椒开出了白色的花朵，散发出淡淡的香味，而普通辣椒还只有花骨朵。我们进行人工授粉——拿棉签或毛笔把雄蕊的粉蘸到雌蕊上。二十多天后，航天辣椒结出了果实。

图9 航天辣椒开出的白色花朵（左）和普通辣椒的花朵

航天辣椒在不同的生长时期颜色不同：刚开始是绿色的，再是米黄，然后是紫色，变成橙黄，最后变成红色。这挺有意思的。

待普通辣椒成熟后，我们将航天辣椒和普通辣椒进行对比。航天辣椒“身材苗条”，有点卷曲，一般能长到三十多厘米，最长的可达到43厘米，个头饱满，颜色鲜艳，比普通辣椒大两到三倍，籽少肉厚。而普通辣椒只有十多厘米长，个头小很多。

我们在老师的指导下进行航天辣椒与普通辣椒维生素C含量的对比实验，发现航天辣椒维生素C的含量高一些。不止维生素C，航天辣椒中可溶性固形物、铜与铁等微量元素的含量都比普通辣椒高7%～20%。

看到大而漂亮的航天辣椒，我们不禁好奇地问老师：“航天辣椒能放心食用吗？”老师笑着告诉我们：“太空诱变的植物品种是安全的，而且口感好。你们就放心地吃航天辣椒吧。”

航天辣椒不仅生长速度快、果实大、营养价值高，还是绿色蔬菜，我们种植航天辣椒，很有成就感，对比实验也很有意义。

图10 航天辣椒结果啦