2021年10月01日 09:30
【科學快訊】
來源：科普中國
本文專家：楊超，中國科學院大學化學博士
9月27日下午，神舟十二號載人飛船返回艙在北京舉行開艙儀式，航天技術人員取出了航天搭載物品。
技術人員將這些上過天的物品一件件取出，其中包括搭載的特色作物種子，把這些上過天的種子移交給了雲南省、寧夏回族自治區、航天育種產業創新聯盟。
航天技術人員取出搭載物品（來源：北京日報）
從神州一號飛船到神州十二號飛船都會把種子帶到太空中，這種「曆練」有什麼用呢？
為什麼要把種子送上太空？
送種子上太空的航天育種思路源於電離輻射育種，其技術原理是利用γ射線、X射線或其他輻射源誘發植物種子的生物遺傳物質發生改變，再通過人工選擇性培育，按照人類的需求篩選出優良品種。
航天育種是近幾十年發展起來的一種新型育種技術，是航天技術、現代農業技術和生物技術相結合的產物。
與傳統育種技術相比，它能在較短的時間內大大提高農產品的品質，創造出許多新品種，在現代農業的快速發展中發揮重要作用，很好地解決了糧食短缺問題。
太空中環境與地球上有著諸多不同，除了具有微重力、高真空的環境外，還有很強的太空輻射，尤其是γ射線、高能質子和宇宙射線，這些輻射是種子發生變異的主要因素，使得植株的生理特性和形態特性發生改變。
「太空曆練」的種子會發生啥變化？
科學家們發現，經過太空曆練的種子的發芽率、作物產量、抗病性、抗蟲性、養分含量以及植物花朵的顏色、高矮等性狀都會發生改變。
但其變化並沒有什麼規律，大都是隨機性的，且太空育種並不能使每一顆種子都發生突變，據統計，對人類有益的突變也大約只占3%。
不同植物或同一植物品種對太空輻射的敏感性是不同的。
就種子發芽率而言，小麥、玉米、棉花、向日葵、大豆、黃瓜和番茄的種子經過太空輻射後，它們的種子的活力和發芽率都有所提高；而水稻、谷子、豌豆、青椒、煙草等植物種子的發芽率則與未上過太空的種子相比並無顯著差異。
除此之外，高粱、西瓜、茄子和蘿卜的種子在經過太空曆練後，發芽率甚至會降低，航天高粱種子萌發和幼苗生長受到強烈抑制，生育期推遲。
因此，並不是所有植物都適合航天育種。
我國對水稻、小麥、棉花、青椒和芝麻等作物利用太空育種的方式獲得了一系列的新品種，其中已通過國家或省級審批的新品種和新組合超過30個。
目前，在山東、河北、江蘇等地都有太空蔬菜銷售市場，太空蔬菜比普通蔬菜價格會貴一些。但太空蔬菜味道好、營養豐富，經國家相關機構對比，太空蔬菜比普通蔬菜的營養含量高約30%。
說不定你家的餐桌上就會出現太空蔬菜——維C含量更高的甜椒、超級甜的番茄、五種顏色的玉米、胳膊一樣粗的黃瓜、一米多長的蓮藕。
種子回到地球能直接投入市場嗎？
當然不能！
上過天的種子有變好的也有變壞的，因此，還需要幾年的培育進行定向篩選。
以小麥的育種為例，需要以下4個步驟：
（1）觀察一代種子。上過天的種子是一代種子，將一代種子種下去，科研人員任其生長不做篩選，只記錄其一些變異性狀。
（2）優選二代植株。將一代植株所結的種子繼續播種，培養第二代植株，接著繼續對二代植株進行觀察，由於第二代植株的突變率增加，變異更明顯，根據育種需求進行定向選擇。如想要獲得抗倒伏特性的小麥，則篩選變矮的植株；想要提高小麥產量，就篩選穗子變大的植株；想要一年多次收獲，則篩選早熟的植株。
（3）確定植株穩定性。將上面篩選出的種子繼續播種，讓其自交繁殖，如此繁育3-4代後，觀察這些變異的性狀是否能夠穩定遺傳。
（4）群體比較和異地試種。對具有遺傳穩定性的種子進行群體比較試驗以及在不同地理位置的試種試驗，從而確定其在不同環境下是否都能穩定地表現出優良的變異後性狀。
因此，每次上過太空的種子都要像這樣通過幾年的篩選，再經農作物品種審定委員會審定才可以被稱為真正的「太空種子「。
太空育種植物是轉基因？安全嗎？
部分公眾會對太空種子種出來的太空蔬菜安全性提出質疑，覺得變異就是不安全。
其實，太空育種不同於轉基因，因為輻射誘變只是改變了種子的遺傳序列，並沒有引入新的外源基因。
即便沒有上過太空，在自然環境中種子也會發生類似的變異，但變異的速度時間是相當漫長的。
而太空育種可以理解為地面上的加速變異，因此太空繁殖是安全的。
從太空返回地球的種子也要逐層測試，沒有發現放射性物質，所以太空培育的作物是安全的。
因此，大家可以對太空育種植物放心。
如果你得到了一顆上過太空的種子，你會怎麼種？
