何谓太空育种？我国大力发展太空育种，解决种源“卡脖子”问题

我国是人口大国，国土面积虽大，但耕地面积却不是很多，耕地整体质量也偏低。

第三次全国国土调查结果显示，目前我国耕地面积达到19.18亿亩，实现了国务院确定的2030年耕地保有量18.25亿亩的目标。

而邻国印度，据报道，印度的耕地面积27亿亩，位居世界第一，美国的耕地面积25.23亿亩，排名世界第二，而我国的耕地面积为19.18亿亩，位居世界第三。

太空育种前言

我国每年在各个方面消耗的粮食都非常大，保障粮食安全的任务比较紧迫。

而且在全球气候不断恶化的情况下，农作物在未来可能会出现减产，造成粮食紧缺的情况。

所以我国需要培育出更多，更优质的种子资源，在耕地面积不变或减少的情况下，通过增质增产来解决粮食问题。

但在耕地面积不变的情况下，粮食增产并不容易，袁隆平院士辛辛苦苦，数十年如一日的努力钻研，才培育出了优质的杂交水稻。

袁隆平院士

地面选育耗时长，成本高，需要一种能加快种子发生基因变异的方法，直到20世纪60年代，人类进入太空，美国、前苏联认识到太空环境能够诱发植物种子基因发生变异，变异的种子在地面种植，有可能得到优质的种子，此后，人类才开始了太空育种的历史。

太空育种概念

太空育种，也称航天育种、航天诱变育种，是指利用太空中的宇宙射线、微重力、高真空、弱地磁、强辐射，极洁净等极端条件的作用下，诱使植物种子发生基因变异，进而选育植物新品种、创造农业育种材料、丰富基因资源，是一种将辐射、宇航、育种和遗传等学科综合起来的高新技术，返回地面后，经过筛选、杂交、鉴定等，最终形成新种质资源的过程就是太空育种。

太空育种过程示意图

但对于种子在太空中的变异情况，在实际培育前，谁也不清楚种子会存在怎样的突变，据统计，对人类有益的突变大约只占3%。

“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。”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说。

太空育种与地面育种的优势

传统的地面选育耗时长，成本高，以前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。

根据研究表明，种子在自然环境下发生基因突变的概率极小，但在太空环境下，种子基因突变的概率提高整整5000倍。

与传统育种技术相比，太空育种最大的优势在于空间诱变材料的变异率高、育种周期短，可在相对较短时间内创制出高产、早熟、抗病等性状优良的种质资源。

在地面上，经过放射性辐射或者粒子加速器，也能够造得出高能射线，不过，开动粒子加速器消耗的电能，可能比发射航天器的单价要高得多，如果用天然放射性物质，还可能带来核污染。

育种技术

目前，航天发射的成本在10000美元/公斤，已经低于在地面上的辐射育种成本了。

从整体上看，太空育种具有有益的变异点位多、变异幅度大、变异稳定性快，以及高产、优质、早熟、抗病能力强等特点，能够培育出高产、优质、早熟、多抗的良种。

太空培育的作物是否安全

从安全性上来说，太空育种没有导入任何外源基因，太空育种与常规辐射诱变育种，二者都是植物自身的基因组序列发生改变，培育出的产品都一样安全。

与转基因不同，太空中的特殊环境只是加速了生物变异的过程，提高了变异的频率，人为的干涉比较少。而转基因有外源基因导入，二者不是同一个概念。

对于太空辐射会不会随种子进入人体，科学家表示不必担心这个，因为太空育种受到的辐射剂量非常低，仅相当于一名核辐射从业人员一年吸收的核辐射安全累积量的十分之一都不到。

太空育种在地面种植后还要是通过多次试验，经过培育筛选后，没有发现放射性物质的太空植物才能应用推广，所以太空培育的作物是安全的。

联合国的国际粮农组织、国际卫生组织、国际原子能机构也已经联合认证，太空种子很安全，培育出来的农产品不会给人体造成危害。

综上所述，太空育种还是比较安全的，大家可以放心种植与食用。

我国太空育种的发展过程

我国于1975年实现返回式遥感卫星的发射和返回，具备了把农作物种子等设备送上太空的条件。

1.准备阶段

1987年至1995年，1987年8月5日，我国第9颗返回式科学试验卫星的成功发射，首次将一批农作物种子、菌种和昆虫等地球生物送上太空，开启了我国航天育种研究与发展的新时代。

此后，又连续发射了5颗返回式卫星，将植物种子、菌种、藻类、昆虫、鱼、动物细胞送上太空。

我国返回式科学试验卫星

1995年，农业部和中国航天等就进一步加强中国航天育种工作进行多次专门会谈、研讨，专家一致建议将航天育种工程列入国家重大科技工程计划。致此，我国航天育种研究工作全面展开。

2.立项阶段

1996年至2005年，1996年1月，第一次全国航天育种技术交流研讨会召开，在会上，王淦昌院士联合7位著名专家学者致信中共中央，建议把航天育种工程列入国家计划，发射一颗农业卫星，为中国农业发展服务。

2000年2月，原国家计委批复了航天育种工程项目建议书。2003年4月，国务院批准《关于审批航天育种工程项目可行性报告的请示》，项目建设内容包括育种卫星的研制、发射、回收，地面育种试验，机理研究与模拟试验等部分，总投资2.85亿元。在国务院同意批准后，同年5月，相关部门共同印发下达报告的请示通知，

3.发展阶段

2005年至今，2005年4月，国防科工委在北京召开航天育种卫星工程第一次大总体协调会，

明确了“航天育种系统工程研制总要求”各项内容，同年7月正式批准《航天育种系统工程研制总要求》，中国航天育种工程开始实施。

2006年9月26日，发射了首颗专门用于航天育种的“实践八号”卫星，在轨运行15天后成功返回。

中国农业博物馆陈列的"实践八号"”育种卫星返回舱

另外，随着我国航天技术的发展，我国神舟飞船每次发射，也都会带种子上太空。

神舟飞船携带种子上太空

神舟一号，1999年11月20日发射升空，搭载了青椒、西瓜、玉米、大麦等农作物种子，还有甘草、板蓝根等中药材。

神舟二号，2001年1月10日发射升空，搭载了圆红萝卜和总计重量为100克的番茄、黄瓜、卷心菜、青菜等4种蔬菜的2万粒良种等。

神舟三号，2002年3月25日发射升空，搭载了无核试管葡萄苗、树梅、冷被石竹草、兰花等植物种子。

神舟四号，2002年12月30日发射升空，搭载了向日葵、水稻、西瓜、药材等上百种种子或样品。

神舟五号，2003年10月15日发射升空，搭载了青椒、西红柿、稻米、南瓜种等一公斤植物种子。

神舟六号，2005年10月12日发射升空，搭载了秋海葵，苦苣苔，灯盏花，荷花粒、普洱茶、微生物菌种等。

神舟七号，2008年9月25日发射升空，搭载了微生物菌种、杂交水稻、千年古莲籽等87个品系。

神舟八号，2011年11月1日发射升空，搭载了桂花树、罗汉果、芦竹、闽架豆，红豆杉，橄榄等33种生物样品。

神舟九号，2012年6月16日发射升空，搭载了云南普洱茶的种子、大树杜鹃、红豆杉古树等种子。

神舟十号，2013年6月11日发射升空，搭载了来自澳门的100克人参种子和31克西洋参种子、福建名茶大红袍与正山小种的种子和茄子、番茄、黄瓜、西瓜、甜瓜、红豆杉等品种。

神舟十一号，2016年10月17日发射升空，搭载了广东的“英红九号”茶种等。

神舟十二号，2021年06月17日发射升空，搭载了云当归、灯盏花、草果等中药材种子，以及262份羊肚菌菌株和22株乳酸菌株。

神舟十三号，2021年10月16日发射升空，搭载了云木香、铁皮石斛、天麻、薏苡仁，水稻、食用菌、生菜等约12000颗种子。

神舟十四号，2022年06月05日发射升空，搭载了辣椒，甜菜，杉木，米老排，牧草，水稻和拟南芥，蔓越莓等种子。

值的一提的是，神十四还搭载了7种巴基斯坦重要的药用植物种子。

神舟十五号，2022年11月29日发射升空，搭载了牧草，燕麦，水稻和甜菜，绿豆等种子。

从中可以看出，神舟飞船带上太空的种子数量多，种类也多，有蔬菜，药材，花卉种子，也有微生物菌等种子，以前搭载的工具，主要是太空探测气球与卫星，种子数量种类都较少。现在有我们的空间站，长期有人值守，神舟飞船每年至少会发射二次，可以带更多的种了上去。

天宫空间站

不得不说，有自己的空间站就是好，想带什么种子，带多少自己说了算，如果没有自己的空间站，那有这么方便。

航天员蔡旭哲在轨实验生物样品

而且，我国载人航天搭载是公益性质的，不收取搭载费用，任何单位和个人不得进行不实宣传和商业炒作。

国际空间站上，宇航员第一次吃到了种植的生菜

国际空间站也在空间站育种，种植，他们在太空种植了生菜、豌豆、萝卜等，宇航员们甚至还在太空吃上了新鲜的生菜。

我国空间站同样进行了一些植物方面的实验，甚至，航天员在空间站工作的半年时间里，种植了一季水稻。神十四航天员，用了120天时间，完成了拟南芥和水稻的种子萌发、幼苗生长、开花结籽全生命周期的培养实验。首次在空间站实验舱内完成了水稻“从种子到种子”的全生命周期空间培养实验。

神十四乘组在空间站种植了一季水稻

在神舟十四号航天员乘组返回75天后的记者见面会上，航天员蔡旭哲:“在太空种菜，和地面最大的不一样是浇水更难。因为失重，水滴不容易深入到根系里边。另外就是舱里阳光没那么充沛，不过生菜长得还不错，吃起来味道美极了，我真的很幸福。”

对此有网友说: “航天员种菜技能点满，这份快乐肉眼可见!”，“有中国人的地方，必定可以种菜，就连太空也不能例外”

成为合格太空种子的条件

1.选择种子上太空

航天器载荷资源宝贵，每一克都要发挥最大价值，所以种子进入太空需要一定的条件。

带上太空的种子

地面选育需要进行多代筛选培育、优中选优，历时短则三五年、长则十余年，最终由农作物品种审定委员会审定，遗传稳定性高、果实饱满、活力好，综合性状好的种子才有机会入选。

2.太种子到地面后需要筛选

太空种子返回地面后，需进行消毒，冷藏，催芽，播种等一系列工序后，才能形成种子苗。种子苗在地面的实验室、试验田种植后，育种专家需要细致入微，长时间的选育。

工作人员细数太空种子

太空种子返回地面种植，再到培育出新品种，也不是很快就能培育出优良的新品种，不同植物的育种年限不一样。按照育种程序，培育出一个新品种，时间是不确定的，有的需要几年，甚至上10多年的时间才能。

例如，中药材是耗时最久的，以滇龙胆为例，“从2013年6月神舟十号飞船搭载滇龙胆籽种开始，组培、选育、扩繁、栽种实验过程历时7年，终于筛选出优质、高产、高抗性的‘滇龙胆航天1号’、‘滇龙胆航天2号’、‘滇龙胆航天3号’品种，获得了国家中药材良种繁育基地认定。”云南省农业科学院院长李学林说。

整个育种的过程往往需要多次重复，不仅在选择原种的时候要选择具有高产、优质和抗病特征的农作物种子，还要经过多代筛选培育、优中选优，全国各地多个生态区进行繁殖，需时短则三五年、长则十余年，只有通过多年，多个生态地点测试的种子，农作物品种审定委员会才会审定，颁发证书，最后种子送到种植户手中，获得更高的产量与经济利益。

由此可见，太空育种需要花费大量的时间与精力，也不是短时间就能出结果的。

参于太空种子实验的地区，科研单位广

如神舟十二到神舟十五，神舟十二号和神舟十三号搭载的科研单位有88家，神舟十四号和神舟十五号搭载的科研单位有112家。

涉及的地区有北京，上海，哈尔滨，黑龙江，内蒙古，广东，广西，福建，安徽，湖南，云南，四川等，几乎全国省份都有。

太空种子种植成果

1987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“太空之旅”。返回地球后，它们被分发至各地科研机构。经过杂交选育，这批种子中培育出了大豆“铁丰18”、棉花“鲁棉1号”等一批获得国家发明奖的优良新品种。

山东省农业科学院原子能农业应用研究所利用返回式卫星搭载创新小麦种质资源，已选出一大批具有特异性状的突变体。

其中，利用航天突变系“9940168”和“济麦19”进行常规杂交后系统选育出的高产小麦新品种“鲁原502”，年推广面积超过1500万亩，累计推广面积超1亿亩，成为我国三大主推小麦品种之一。

有些优良的太空农作物，表现出产量更高，个头更大，口味更佳，遗传稳定的特点，已经成为高产物种，带来非常可观的经济效益。

如经过太空育种之后的南瓜，已知最大的可以达到200斤，而通常的南瓜，30斤已经算很大了。

太空育种后的南瓜达到200斤

再如太空青椒，培育出的新型青椒，不仅个头大，维生素C的含量也能增加20%，还获得单果重350~500克的早熟抗病新品系，亩产可提高一倍。

太空培育后的青椒

太空黄瓜，除了个头比普通地球黄瓜大，口感也更鲜嫩多汁。

太空培育后的黄瓜

太空小番茄要比普通小番茄的含糖量高，太空西瓜含糖量也更高，吃起来沙甜可口，有的品种的抗虫抗病能力也明显提高。

一些太空育种的成熟品种也在丰富着百姓的餐桌，“北京市场约30%的草莓都是航天草莓、太空草莓，个头普遍比较大。”海南航天工程育种研发中心工程师姚彤说。

位于北京市通州区的大棚里，西红柿、甜瓜、辣椒等超过200个品种的作物正在勃勃生长。这些都是经历过太空之旅的种子后代，结出的果实在产量、口感、形状等方面普遍都比原始种子强。

经过30多年的实践，我国通过航天育种已筛选新材料1200多份，培育水稻、小麦、大豆、蔬菜等新品种260多个，年推广面积4000多万亩。据初步估算，航天搭载育种已产生直接经济效益超过2000亿元。

目前，我国太空育种的育成品种数量和推广应用范围处于世界第一位。空间诱变机理的研究水平和太空育种技术成果在农业上的推广应用水平，已经达到世界领先。

太空育种产业化发展

中国航天科技提出三点建议，一是要创新优良品种推广机制，国家与地方制定相关政策进行扶持。二是结合国家新农村建设筹划，产后农产品加工使农民致富，带动农场经济发展。

三是在全国按照地区和品种建立航天育种示范基地，能够让人们充分认识航天育种。

博罗县航天育种基地

示范基地还可以组织农户进行大规模生产，为农民提供种苗和技术服务，真正带动我国粮食产量增长。

结束语

种业被视作农业的“芯片”，新品种是农业持续健康高质量发展的内在动力。

太空育种就是新种质资源的有力补充，它能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，可以进一步保障国家粮食安全。

实现育种核心技术攻关、解决种源“卡脖子”问题，太空育种是重要手段，也是我国打赢种业翻身仗的有力武器。