【本報(bào)作者 魏寒冰 譚雨果】近日，神舟十三號(hào)載人飛船(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“神十三”)返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸。隨同返回艙一起“回家”的，除了三位航天員，還有上萬(wàn)顆跟隨他們一起漫游了太空的農(nóng)作物種子。正如“神十三”的成功標(biāo)志著中國(guó)航天科技事業(yè)邁上新起點(diǎn)一樣，這批有幸“遨游九天”的種子也蘊(yùn)含著我國(guó)農(nóng)業(yè)創(chuàng)新、糧食安全的未來(lái)。

　　在軌182天 為育種提供更大可能性

　　“神十三”返回艙近日在北京完成開(kāi)艙，工作人員開(kāi)艙取出搭載物品，這其中就包括了各機(jī)構(gòu)精心篩選了的上萬(wàn)顆農(nóng)作物、林草花卉和藥用植物種子。

　　為什么要把種子送上天？返回地面后如何選育試驗(yàn)？記者聯(lián)系到航天育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟核心示范基地神舟綠鵬農(nóng)業(yè)科技有限公司的相關(guān)專(zhuān)家，對(duì)此次“神十三”航天育種工作特點(diǎn)進(jìn)行解讀。

　　航天育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)趙輝介紹，“以往的航天搭載所提供的在軌時(shí)間多為數(shù)天到一個(gè)月不等，神舟十二號(hào)載人飛船的在軌時(shí)間達(dá)到了92天，而此次‘神十三’在軌時(shí)間長(zhǎng)達(dá)182天，因此這次上天的種子受到太空輻射的累計(jì)強(qiáng)度和微重力等空間的作用程度也強(qiáng)于以往，有可能出現(xiàn)更高的突變率和變異幅度，為新的種質(zhì)資源創(chuàng)制和新品種選育提供了更大的空間和可能性”。

　　水稻、燕麥、生菜、紫花苜�！�…“神十三”搭載農(nóng)作物種子的種類(lèi)非常豐富�！耙酝�我國(guó)神舟載人飛船等曾經(jīng)搭載過(guò)魚(yú)類(lèi)、禽類(lèi)的生物材料，也育成了新的品種。但‘神十三’的在軌時(shí)間較長(zhǎng)，尚沒(méi)有開(kāi)展此類(lèi)生物樣本的搭載。待今后實(shí)驗(yàn)條件更加成熟以后，畜禽的動(dòng)物育種也會(huì)逐步展開(kāi)�！壁w輝表示。

　　“太空蔬果”已規(guī)�；�培育

　　“太空種子”出艙后，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選、研究、培育，將會(huì)走入市場(chǎng)。

　　在神舟綠鵬的溫室里，番茄、辣椒、甜瓜等“太空蔬果”已規(guī)模化培育�；�地通過(guò)推廣航天育種優(yōu)勢(shì)品種，促進(jìn)了農(nóng)民增收，同時(shí)針對(duì)家庭園藝的需求，推出小包裝家庭園藝種子。示范基地的種質(zhì)資源庫(kù)里，僅航天番茄的細(xì)分品系就多達(dá)500余個(gè)，辣椒、甜瓜、草莓等種子、種苗、果實(shí)更是銷(xiāo)往全國(guó)各地。

　　在神舟綠鵬技術(shù)負(fù)責(zé)人李晶炤看來(lái)，太空種子種出來(lái)的蔬菜水果，是育種家們根據(jù)市場(chǎng)需求和菜農(nóng)果農(nóng)的生產(chǎn)需要所選育出來(lái)的新品種，具備以往一些地方品種和常規(guī)品種所不具備的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)�！皩�(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，航天果蔬的口感更好，味道更濃郁，維生素含量或含糖量更高，新品種會(huì)更受市場(chǎng)的歡迎。對(duì)于生產(chǎn)者而言，航天品種高產(chǎn)、早熟、抗病性強(qiáng)，不僅能夠降低生產(chǎn)成本、提高種植收益，還可以降低化肥和農(nóng)藥的施用量，更加綠色和環(huán)保，符合我們現(xiàn)代文明生活的理念�！崩罹�炤介紹。

　　填補(bǔ)技術(shù)空白 把種子安全牢牢攥在自己手里

　　種子是糧食的“芯片”。今年4月，習(xí)近平總書(shū)記到海南三亞崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室考察時(shí)強(qiáng)調(diào)，中國(guó)人的飯碗要牢牢端在自己手中，就必須把種子牢牢攥在自己手里。而太空育種為我國(guó)解決種源“卡脖子”問(wèn)題，保障糧食安全提供了一條前景廣闊的新路。

　　我國(guó)自1987年首次開(kāi)展水稻等農(nóng)作物種子返回式衛(wèi)星空間搭載，至今已有35年。35年來(lái)，中國(guó)通過(guò)航天育種已篩選新材料12000多份，培育水稻、小麥、大豆、蔬菜等新品種260多個(gè)，年推廣面積超4000多萬(wàn)畝。據(jù)初步估算，航天搭載育種已產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)2400億元人民幣。目前，我國(guó)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。

　　“航天育種過(guò)程中產(chǎn)生了數(shù)百項(xiàng)技術(shù)專(zhuān)利，培育出很多高產(chǎn)、早熟、抗病性高、耐脅迫性強(qiáng)的育種品系和基因源�！壁w輝介紹，“借助這些發(fā)明專(zhuān)利，我國(guó)已經(jīng)育成了上百個(gè)國(guó)審省審水稻新品種。近5年育成的航天水稻新品種主要表現(xiàn)在品質(zhì)(食味、口感、香糯等)的提高和航天誘變產(chǎn)生的水稻稻瘟病抗性基因的引入，僅2018-2020年就在華南地區(qū)四省(廣東、廣西、福建和海南)累計(jì)推廣1000萬(wàn)畝，為農(nóng)民創(chuàng)造了約10億元的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值�！�

　　基于航天育種的農(nóng)作物改良還推動(dòng)了我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展。被稱(chēng)為“牧草之王”的苜蓿是奶牛必不可少的優(yōu)質(zhì)粗飼料；而紫花苜蓿因其粗蛋白含量高是奶牛的最佳選擇。我國(guó)優(yōu)質(zhì)苜�；�地已經(jīng)超過(guò)420萬(wàn)畝，但每年進(jìn)口苜蓿仍超過(guò)130萬(wàn)噸，對(duì)國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的紫花苜蓿優(yōu)質(zhì)品種的需求極為迫切。

　　趙輝表示，“中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所的發(fā)明專(zhuān)利提供了一種航天誘變多葉型紫花苜蓿選育方法，表現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)、多葉率高、產(chǎn)草量高和營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn)，因其粗蛋白含量高、產(chǎn)量高，超過(guò)了外國(guó)同類(lèi)品種而填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)苜蓿品種的空白。為我國(guó)畜牧業(yè)的飼料生產(chǎn)和品質(zhì)的提升創(chuàng)造了條件，對(duì)滿(mǎn)足我國(guó)嬰幼兒奶制品中的蛋白質(zhì)含量的提高具有尤為重要的現(xiàn)實(shí)意義”。

　　太空育種技術(shù)進(jìn)階 在火星上種土豆還會(huì)遠(yuǎn)嗎？

　　盡管發(fā)展迅速，但太空育種作為一個(gè)多學(xué)科交織的高科技產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展仍然面臨著一些客觀的瓶頸。

　　首先便是種子的可獲得性。外太空的環(huán)境是無(wú)法人為控制的，因此誘變育種的工作面臨著極大的隨機(jī)性�！胺祷氐姆N子種植后出現(xiàn)突變，有正向的，也有負(fù)向的，出現(xiàn)幾率也不一致”，趙輝告訴記者，有的變異在第一代種子種下去出現(xiàn)，有的在第二代植株中才表現(xiàn)出來(lái)，有的獲得了穩(wěn)定的遺傳，有的則是表現(xiàn)逐漸不明顯而喪失了。在這種情況下，科研人員必須長(zhǎng)期耐心細(xì)致地投入到航天搭載種子的研究工作中，一代一代地篩選、培育和觀察、鑒定，有些品種甚至從太空返回七八年后才能推廣種植。“在這種情況下，太空育種工作需要長(zhǎng)期大量的人力物力投入，并且面臨一定的風(fēng)險(xiǎn)�！�

　　隨之而來(lái)的便是搭載資源受限的問(wèn)題。由于單次太空飛行中產(chǎn)生的變異具有很大的不確定性，科研人員往往需要將多批次種子送上太空才能增加成功率。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估算，要培育一個(gè)新的小麥品種，通常需要3000粒經(jīng)過(guò)“太空旅行”的種子，總重約135克。以往的航天搭載資源有限，難以滿(mǎn)足全國(guó)科研院所和種業(yè)企業(yè)開(kāi)展空間誘變實(shí)驗(yàn)的搭載需求。

　　不過(guò)，可喜的是，近年來(lái)我國(guó)航天技術(shù)發(fā)展一日千里，長(zhǎng)征系列火箭400次發(fā)射中，實(shí)現(xiàn)了從第一個(gè)100次發(fā)射用時(shí)37年到第四個(gè)100次發(fā)射僅用時(shí)2年9個(gè)月的跨越。2021年我國(guó)的航天發(fā)射次數(shù)更是達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的55次，位列世界第一。航天技術(shù)的發(fā)展為突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸、推動(dòng)太空育種技術(shù)加速發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

　　而中國(guó)航天育種科研工作者也將目光放到了更遙遠(yuǎn)深邃的太空。“電影里在火星上種土豆的情節(jié)其實(shí)一點(diǎn)兒也不科幻，”趙輝告訴記者，“我國(guó)在實(shí)施載人航天工程和深空探測(cè)計(jì)劃的同時(shí)，就開(kāi)始著手研究地面高等植物在空間環(huán)境下的生長(zhǎng)發(fā)育。在‘天宮二號(hào)’實(shí)驗(yàn)室中，航天員就已經(jīng)成功種出了綠油油的生菜。月球基地、火星基地的設(shè)想未來(lái)很可能會(huì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)�！�