4月24日上午10时
年“中国航天日”启动仪式线上举办
今年航天日活动的主题是
“航天点亮梦想”
国家航天局公布的信息显示
年中国航天依旧“繁忙”——
中国空间站将完成在轨建造任务
探月工程四期、小行星探测
重大任务正式启动工程研制
中国航天星际探测
不断拓展新征程
除了人类之外
有一批特殊的“宇航员”
也跟随卫星、飞船上了太空
那就是带入太空的种子
年至今
中国已经先后30余次利用返回式卫星
神舟飞船等航天器
开展航天育种
培育出余种航天品种作物
以及林草花卉
中草药新品种和制药
酿酒等微生物新菌种
航天育种产业创新联盟秘书长、中国空间技术研究院原航天生物总工程师赵辉已在航天搭载领域耕耘了30余年，见证了我国航天育种的起步、成长和壮大。在赵辉看来，航天育种正是通过空间诱变育种技术“将梦想照进现实”：它能在较短的时间里，创造出目前其他育种方法难以获得的罕见突变基因资源，快速培育出突破性的优良品种，进一步保障国家粮食安全，“打好种业翻身仗，小种子也可以迸发大能量”。
航天育种产业创新联盟秘书长、中国空间技术研究院原航天生物总工程师赵辉
带种子上天有啥用？
神舟五号带了1公斤植物种子
神舟六号带了秋海棠、苦苣苔和灯盏花等植物种子
神舟七号带了87个品种的蔬菜种子
神舟八号带了红豆杉、橄榄种子
神舟九号带了云南普洱茶种子
神舟十号带了人参种子......
种子带上太空会有什么变化？经过太空培育的种子和陆地上实验室里培育的种子又有什么不同呢？
到太空走上一遭，部分种子会发生脱胎换骨的变化。在基因型层面，表型产量及品质明显提升、成熟速度加快、抗病能力变强，都是种子身处复杂宇宙环境作用下可能产生的有益突变。先“上天”再“入地”，经过筛选、杂交、鉴定形成新种质资源的过程，便是航天育种。
有人认为，航天器携带的种子进入太空围绕地球轨道转几圈，经过太空辐射、高真空、微重力等影响后，回来就会增产。其实并非如此，太空育种是个研究活动，航天器上搭载粒种子，可能只有10粒能真正有效果，能承担下一步的育种工作。
以前，想要得到品性更加优良的作物，人们只能通过自然条件下的基因突变来进行杂交育种，有可能要经过几十年才能选育出优良种子，而经过太空育种，也许几年内就可以实现。所以，没有导入任何外来基因的太空育种技术与自然条件下变异的种子没有任何区别，只是人为地加快了变异“步伐”。
我国航天育种的进程
年，我国首颗返回式卫星顺利完成发射、回收任务，标志着我国成为世界上第三个独立掌握航天器进入太空并可控返回的国家。
中国空间技术研究院承担着我国卫星、飞船等空间飞行器的设计研发任务。上世纪90年代，赵辉作为中国空间技术研究院研究员，投身航天搭载领域的科研工作。
在航天器设计时，工程师往往会保留一定的载荷工程余量，这正是赵辉和同事开展航天搭载工作的基础。这些余量是弥足珍贵的空间资源，用好它，能够更好地发挥航天器的效益，“但起初，找我们开展搭载实验的都是外国企业”。
中国航天，必须服务于国民经济。“我们自己也要送点东西上天！”航天科技人员的这一想法，开启了我国航天育种的进程。
在“国家高科技计划”的支持下，年8月5日，我国第九颗返回式卫星搭载着精挑细选的小麦、水稻、青椒等百余个品种的农作物种子，顺利完成了首次航天育种“太空之旅”。返回地球后，它们随即被分发至各地的科研机构，再次被栽入土地。果然，种子的基因突变率和突变类型都有显著增加。
经过杂交选育，科研人员陆续从这批种子中培育出了大豆“铁丰18”、棉花“鲁棉1号”等一批获得了国家发明奖的优秀新品种。这些珍贵的基因资源，在自然界中是极难获得的。
珍贵的“船票”
一粒种子在没有萌发时，人们往往意识不到它内部涌动着的磅礴生命力。
进入太空，航天器内部的温度通常维持在50摄氏度至零下15摄氏度之间，平均温度可以保持在25摄氏度，这对种子来说是个安全的温度区间。在航天器的庇护下，不用额外提供生存保障，这些“小生命”也能平安地完成太空旅行。
在绝大部分情况下，航天器都有着首要飞行任务，航天育种则需要“搭车”。如从年神舟一号发射任务开始，历次载人航天工程发射都会从珍贵的载荷资源中拿出一部分余量，用于作物种子和植物材料的空间搭载诱变实验。也正因机会难得，要想成为航空器的“乘客”，必须经过严苛的选拔。除了科研单位的项目要通过创新性、技术可行性评审，等待飞天的种子也必须通过纯度、净度、发芽率等标准的筛选。
珍贵的“船票”，只会交给基因型纯合、遗传稳定、综合性状优异的种子。
到年，我国的农作物种子第一次拥有了太空专属“座驾”——实践八号返回式卫星成为我国首颗专门服务于农业科技、应用于航天育种的科学试验卫星。
当时，赵辉和同事面向全国各地征集了大量主栽作物和特色品种，在直径约1米、高约1.5米的小巧卫星返回舱内，满满地搭载了粮、棉、蔬菜、林果、花卉等九大类、余份种子，以及16种微生物、3种动物，总重量超过千克。
30多年间，我国已经对几乎所有的农作物种子、大部分的林木花卉种子开展了航天器搭载。而除了干种子外，娇嫩的愈伤组织、活体苗、菌种甚至动物胚胎组织，也都经受住了复杂宇宙环境的考验。
种子辐射诱变如“开盲盒”
辐射诱变的原理其实并不深奥，一束射线恰好击中种胚的遗传物质结构，种子内部首先会启动损伤修复机制，尝试愈合“伤口”，这便是染色体片段插入、缺失、倒位、易位等突变产生的机会。
科学家早已发现，在地球上制造辐射环境，同样能够诱导种子产生突变，为什么还要费时费力到太空走上一遭？这并不是白费工夫，太空中的环境更为复杂，经历真空、微重力、复杂磁场等宇宙环境的作用，接受太空宇宙射线的“洗礼”，种子的突变几率能得到大幅提升。更重要的是，比起经地面物理辐射的植物材料，太空种子的死亡率会大大降低。
但在诱变过程中，种子的遗传物质为什么变、什么时候变、变成什么样，这其中存在着极大的随机性和不可控性。
这是“撞大运”吗？“其实这么说也没错。”赵辉笑道，航天诱变的过程就像是“开盲盒”，在实际培育前，谁也不清楚种子存在怎样的突变。但整体来看，在太空环境中种子可能出现的变异幅度大、突变点位多，变异的稳定性更强。
“探月”归来的水稻种子完成春播
在种子进入太空时，科学家在地面实验室同步保存一批和它们一模一样的“兄弟”种子。返回后的种子经过播种、种植，并与它的“兄弟”进行比对，寻找出发生变异的植株，再经过至少三四代的繁殖，才可能得到优势明显、性状稳定的突变谱系。
历经短则三五年、长则十余年的筛选鉴定、优中选优，最终由农作物品种审定委员会审定，“太空种子”才算得到认证。听起来这是个漫长的培育过程，但相比于常规的地面育种过程，其实已经按下了“快进键”。“以前要想找到一个新的育种材料，可能要历时十年、二十年，甚至得翻山越岭寻找自然突变植株，而短短几十天为一个周期的航天发射，就能带回大量的突变材料。”赵辉说，“我们常说‘巧妇难为无米之炊’，航天诱变就是为育种家们提供尽可能多的基因源材料，缩短育种周期。”
“太空种子”已在全国广种
其实在百姓的餐桌上，太空作物早已不是稀罕物，水稻、小麦、番茄、草莓……平日里我们习以为常的食物，其种子很可能就曾有过“飞天”的经历。
有过航天经历的“太空作物”，是不是都会出现“奇形怪状”的外观？走进位于通州区于家务国际种业科技园区的神舟绿鹏农业科技有限公司，在种植栽培试验大棚里茁壮生长的“太空番茄”，外观与普通的品种无甚区别。吃上一颗才发现，这种小番茄不仅酸甜可口，嘴里还满溢着属于儿时的“番茄味”。
在神舟绿鹏公司，工作人员正在大棚内采收“太空番茄”
这正是神舟绿鹏公司通过航天育种，在年培育出的“草莓番茄”新品种，它不仅口味独特，产量也提升了两至三成。该公司年育成的“航椒S”品种，更是已推广种植到了北京、河北、甘肃、新疆等地，新品种产量高、效益好、省人工。
在神舟绿鹏公司的种质资源库里，仅“太空番茄”的细分品系就多达余个，此外航天辣椒、航天甜瓜、航天草莓等种子、果实也依靠优异的品质销往全国各地，北京市民在家门口的超市就能买到这些“航天品质”的农产品。
“航天育种最终要服务于农业生产，植株大小、颜色的改变只是表面现象。”赵辉说，在新品种的培育过程中，他们更看重的是农产品品质的提升。高产、抗病、早熟、优质……这些性状的变化，是科研人员最渴望的新型种质资源。例如植株的抗病性得到改良，其结出的果实在普通消费者眼中看不出区别，但能对农业生产起到极大助力，同时还能减少农药的使用。
综编：北京日报、新华社、光明网、农民日报
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