關于航天生物科技發展的研究

張漢澤

摘要 隨著科學技術的發展，航天生物科技逐漸走入人們的視線。航天生物技術是將航天技術與現代生物技術結合起來而產生的一門高新科學技術。簡單來說，就是利用返回式空間飛行器，將微生物菌種、植物種子等生物樣本送入太空，在微重力、強輻射等地球上難以實現的環境下誘導生物產生變異。然后把這些經過誘變的生物帶回地球，利用現代生物技術，篩選對我們有利的優良變異菌種并保存起來，進行規模化生產。

關鍵詞 航天科技；生物；變異；科學研究

中圖分類號 V2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2016）14-0010-01

眾所周知，我國是世界上人口最多的國家，人均占地面積遠遠不及其他國家。如何促進我國農業長期穩定發展，保障國家的糧食問題是目前急需解決的事項。航天生物科技的發展，為我們指引了一條新的道路。航天生物科技是將航天技術與生物技術交叉的新興技術，更是培育優質新生物產品的生物技術。因此，我們對航天生物科技的研究顯得刻不容緩。本文將從以下幾個方面敘述這項技術的發展和研究。

1航天生物技術的發展歷程

1.1國際航天生物技術的起源

1948年，美國用火箭將一只名叫“Albert”的猴子送上了外太空，也從此揭開了航天生物技術的序幕。在1961年，前蘇聯宇航員尤里·加加林是太空第一人，也是人類文明史中邁向太空的一大步。1975年，美國成功發射了第一個空間實驗室。它的建設過程是先發射無人空間實驗室，然后再通過運載火箭將載人飛船送入太空，與停留在軌道上的實驗室實現對接，航天員帶著規定的東西從飛船的附加段進入空間實驗室開始工作。美國在探討微重力等天空特殊環境對真菌的細胞效應中，發現搭載飛船后的細胞質流速是地面參照物的110%。

在航天生物技術中，美國和前蘇聯捷足先登，早就發現了航天空間環境對生物的影響。然而他們更多的把目光放在了空間醫學的研究上，尤為考慮這種變異是否對宇航員造成什么方面的影響和對基礎理論的探索，卻忽視了航天科技發展中生物技術的應用。

1.2我國航天生物技術的發展

我國航天技術發展雖然趕不上美國和蘇聯，但在20世紀60年代，發射過5枚生物火箭和探空氣球等運載工具。并在運載工具上實現了對狗、大小白鼠及其他多種生物樣品的實驗研究。這也是我國航天技術發展的第一步。

在1975年11月26日，首顆返回式衛星發射成功，3天后順利返回。這使得我國成為了世界上第三個掌握衛星返回技術的國家，也為后來的返回式衛星搭載微生物進行生物研究提供了平臺。

1986年3月，科學家王大珩、陳芳允等向中央提議，中國要發展高科技。同年11月，中共中央、國務院正式批準了這個計劃。這也是我國俗稱的“863計劃”。在這項計劃中，科學家們提出了想要通過衛星上搭載生物進行生物研究，獲得批準后，不同于美國、蘇聯等偏重于理論知識和生物醫學的研究，而是把眼光放在了空間微重力等特殊因素引導的生物基因突變育種上。于是，在1987年我國就開始實施這一計劃。當時，我國利用發射的返回式衛星首次搭載了微生物菌種和植物種子。在幾天的太空環游中，有了巨大的發現：微生物的生長速度產生了較大的變異，有明顯提高、不變、降低或天亡。而赤霉素產生菌，雙加氧酶產生菌在經過空間處理后，篩選出效價提高10%以上的菌株。

當然，我們在航天生物科技方面的發展，也不僅局限于此。例如，我國制藥業的微生物育種，光靠自然選擇法和理化法己很難滿足，而太空法顯然為我們打開了新的大門。我國加入WTO后，制藥企業更是面臨著嚴峻的挑戰。目前我國的生產菌種與國際上同類高產菌種相比，仍有很大的差距。而一味引進其他國家的生產菌種也不可考，畢竟除了價格高額以外，其他國家出于保護知識產權的目的也不愿意傾囊相授。因此，為了發展我國國民經濟，采用新興技術來培養屬于我們自己的優良高效生產菌種，是非常有必要的。

自20世紀80年代以來，我國的航天生物發展技術越來越好，空間誘變育種中取得的成績也越來越突出。我們用無數次的實驗和探索證明了外太空環境對生物誘變育種的重大成效，也使得其他國家紛紛向我們拋出橄欖枝。目前我國的航天生物技術雖然沒有完全成熟，但也走在世界前沿，實在是鼓舞人心。

2航天生物技術發展的意義

在高中生物學習中，我們對基因突變是新基因產生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料這一概念耳熟能詳。也都知道基因突變受到很多方面的影響。它可以是自發的產生的，也是可以通過誘導得到的。自發變異的不多贅述，主要談談誘導因素。誘導因素有物理因素和化學因素，物理因素主要有輻射射線等，而化學因素主要是一些誘變劑。

而利用太空環境誘發生物的變異，則具有自發突變，理化突變都無法比擬的優勢。生物體或生物組織經過空間誘變以后，突變率會提高大家都知道，那么到底會提高到何種水平呢？航天發射耗資如此巨大，每年全世界發射的返回式衛星和宇宙飛船更是寥寥無幾，那么我們為什么還要執著于航天生物呢？

其實，在有關學者經過大量的實驗和數據研究后發現，空間誘變使得基因突變率大大提高。變異量甚至高出地球上自發及理化手段產生變異的好幾個數量級！數據顯示，地球上的生物變異量為20萬到兩百萬分之一，而空間變異量是千分之幾甚至是百分之幾。這樣的數據顯然值得讓各個國家前赴后繼想要發展航天生物技術?？偠灾?，航天生物技術中的誘變育種大大縮短新品種的研發周期，是一種非常有效的育種方式。而航天生物技術的發展也將大大提升我國相關產業的核心競爭力。

3中國航天生物技術的應用

3.1東方紅公司

談到中國航天生物技術應用的領航者，北京東方紅航天生物技術股份有限公司當之無愧。它是國家認定的高新技術企業，更是中國空間生物技術應用的核心企業。它的主要優勢是將航天技術和現代生物技術完美結合，充分利用中國航天的資源優勢，大力發展了中國航天生物科技的研究。該公司曾多次利用神舟號飛船和實踐號衛星進行空間搭載以及空間誘變育種研究。據資料顯示，先后搭載了“東方紅一號”酵母菌株、天曲母菌、輔酶Q10菌株、紫杉醇真菌、靈芝等微生物菌種，開發出天曲、宇航口服液為等大量的航天生物成果，取得了很多有利于國家發展和國民健康的優異成績。

3.2亨通光華制藥公司

航天誘變育種技術，當然與制藥業的發展分不開。目前我國已經選育出一些效價高、品質優的抗生素和酶制劑菌種。這些抗生素和菌種在經過空間誘導變異后被選出培養，應用到生產中，而且產量十分優秀。

1999年，西安亨通光華制藥有限公司首次將生產菌種α-溶血鏈球菌D33#通過神舟一號送上外太空。不僅如此，該菌株還經歷了“神舟二號”“神舟三號”“神舟四號”“神舟六號”飛船和第十八、二十、二十一和二十二顆返回式衛星的多次搭載。在太空中成功實現多次誘變，這種累加效應是無法模擬和復制的。這也讓西安亨通光華制藥有限公司成為了我國目前為止唯一通過航天誘變育種手段對生產菌株進行創新的大型制藥企業。航天生物技術讓我國的制藥業得到了重要的發展。也因此讓該技術成為了世界工農業中頂端的科學技術課題之一，發展前景十分可喜。目前，國家的“863計劃”仍支持空間搭載技術作為一個重要方向。

4結論

隨著科學技術的發展，人類的科學研究已經不只是大陸和海洋。我國這幾十年來在航天技術方面的迅猛發展，開辟了開發培育新品種的新途徑，提高了國際競爭力，也使人們對航天事業的發展充滿好奇和期待。我們國家還需要更多愿意為航天生物技術做出貢獻的杰出人才，面對這些成就，我們不能沾沾自喜，故步自封，而要繼續一路前進，加強自己的長處和優勢，將來利用生物新技術提高生物育種、制藥等方面的市場競爭力，為我國經濟建設和社會發展做出更多的貢獻。endprint