未來的農(nóng)業(yè)科技

周軍

“神舟十三號”載人飛船返回艙在北京開艙，搭載的作物種子順利出艙。什么樣的種子能拿到太空旅行的珍貴“船票”？當(dāng)一粒種子進入浩瀚太空，會經(jīng)歷怎樣的奇妙旅程？“天選之種”又將如何改變我們的生活？

搭載“神舟十三號”返回的不僅有中藥材種子，還有水稻、生菜等各類植物種子。它們來自不同地區(qū)、單位。有些側(cè)重于基礎(chǔ)研究，有些則側(cè)重于品種培育，可謂“八仙過海，各顯神通”。

航天器載荷資源寶貴，每一克都要發(fā)揮最大價值。因此，種子進入太空的門檻不低。只有那些遺傳穩(wěn)定性高、綜合性狀好的，才能脫穎而出，開啟“太空育種”之旅。

太空育種，也稱航天育種、航天誘變育種，是利用太空的特殊環(huán)境誘使植物種子發(fā)生基因變異，進而選育植物新品種，創(chuàng)造農(nóng)業(yè)育種材料，豐富基因資源。這是一種將輻射、航天、育種和遺傳等學(xué)科綜合起來的高新技術(shù)。簡單來說，讓種子先“上天”再“入地”，經(jīng)過篩選、雜交、鑒定等，最終形成新種質(zhì)資源的過程，就是太空育種。

太空具有微重力環(huán)境，還有帶電的高能粒子，搭載上去的種子和生物材料在受到弱輻射時會產(chǎn)生變異。將產(chǎn)生這種變異的種子，再帶回到地面上進行種植，選擇那些可遺傳且符合我們?nèi)祟愐蟮淖儺?，繼而把它們育成新品種。

與傳統(tǒng)育種技術(shù)相比，太空育種最大優(yōu)勢在于空間誘變材料的變異率高、育種周期短，可在相對較短時間內(nèi)創(chuàng)制出高產(chǎn)、早熟、抗病等性狀優(yōu)良的種質(zhì)資源。

以前想找到一個新的育種材料，可能要歷時10年、20年，甚至得翻山越嶺尋找自然突變植株，而航天任務(wù)能在相對短時間里帶回大量突變材料。

航天誘變提供了盡可能多的基因源材料，為育種按下“快捷鍵”。從安全性上來說，沒有導(dǎo)入任何外源基因的太空育種與常規(guī)輻射誘變育種相比，二者都是植物自身的基因組序列發(fā)生了改變，培育出的產(chǎn)品都一樣安全。

航天服務(wù)于國計民生，育種便是其中的典型。1987年8月5日，我國第九顆返回式衛(wèi)星搭載著精挑細(xì)選的小麥、水稻、青椒等百余個品種的農(nóng)作物種子，順利完成了首次“太空之旅”。返回地球后，它們被分發(fā)至各地科研機構(gòu)。經(jīng)過雜交選育，這批種子中培育出了大豆“鐵豐18”、棉花“魯棉1號”等一批獲得國家發(fā)明獎的優(yōu)良新品種。

此后，種子便成了搭載航天器的“常客”。品類既包括農(nóng)作物、油料作物等，也包括不同地方主栽特色品種和稀缺物種的種子。

“神舟十二號”載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸。一同著陸的還有水稻、小麥、玉米等作物種子，石斛等中草藥種子，以及甜瓜、葡萄、蘭花、玫瑰花等水果花卉種子，甚至還有富含微生物的窖泥、酒曲等。

上過太空的種子正在豐富著百姓的餐桌。不少太空育種的成熟品種不僅是試驗田里的“樣本”，而且已經(jīng)成為食材，端上了普通人的餐桌。

經(jīng)過30多年的實踐，中國通過航天育種已篩選新材料1200多份，培育水稻、小麥、大豆、蔬菜等新品種260多個，年推廣面積4000多萬畝。據(jù)初步估算，航天搭載育種已產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益超過2000億元。目前，我國太空育種的育成品種數(shù)量和推廣應(yīng)用范圍處于世界第一位；空間誘變機理的研究水平和太空育種技術(shù)成果在農(nóng)業(yè)上的推廣應(yīng)用水平，已經(jīng)達到世界領(lǐng)先水平。