解密太空育种：约 12000 颗种子搭乘神舟十三号返回地球，哪些种子能脱颖而出？

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近日，神舟十三号载人飞船返回舱在北京打开，云南省政府、宁夏回族自治区政府、陕西省榆林市政府、中国农业大学、北京林业大学、北京市农林科学院、中农发种子集团有限公司、航天育种产业创新联盟等单位携载的农作物种子顺利出舱。

什么样的种子，能够获得宝贵的太空遨游“门票”？一颗种子进入茫茫太空，会经历怎样的奇妙旅程？“天选种子”又将如何改变我们的生活？记者采访相关单位和专家，解密太空育种。

神舟十三号带回地球的种子约有1.2万颗，只有遗传稳定性高、综合性状好的种子才能脱颖而出，进入“太空”

神舟十三号返回舱倒置，舱门朝上，身着白色工作服的工作人员小心翼翼地顺着梯子爬进舱内，把用白布包裹的方形包裹逐一交给舱外的工作人员，在完成登记等交接工作后，包裹就“回归主人”。

这个包裹里装的是种子。据悉，约有1.2万颗种子随神舟十三号的三位航天员返回地球。

“至于药用植物，这次神舟十三号带回了云南特产中药材种子10种，包括云南木香、铁皮石斛、天麻、薏米等，重61.8克。”云南省农业科学院药用植物研究所所长李荣富告诉记者，云南此次选取的太空样品主要是“十大滇药”和云南特产中药材。下一步将对返回的种子进行活力测定，选取部分种子进行低温库长期保存，其余种子将按照相关技术规范进行田间育苗栽培。

此前，神舟十二号飞船曾搭载过当归、灯盏细辛、砂仁等5种中药材种子以及262株羊肚菌和22株乳酸菌。“目前科研人员正在开展育种研究，培育出部分中药材种苗。带回来的羊肚菌菌种全部存活，部分已经产菇的菌种表现出很多优良性状。乳酸菌菌种已复壮16株，其中11株已登记专利保存。”李荣富说。

据了解，云南省自2012年左右启动航天育种相关工作，在神舟九号、神舟十号、天宫二号、神舟十一号、实践十号等多次发射任务中，选取中药材、花卉、核桃、咖啡、普洱茶等100余个品种的种子、枝条、菌类等被送入太空，共计5400多克。

神舟十三号带回的种子不仅有中药材，还有水稻、食用菌、莴苣等植物种子，来自不同地区、不同单位，有的侧重基础研究，有的侧重品种育种。

“依托航天育种产业创新联盟，我们携带了苜蓿、燕麦、中麦草、红三叶草等饲草草种21组，共计158克。”中国农业科学院兰州畜牧兽药研究所抗逆牧草育种利用团队首席专家杨红山介绍，他们在选定苜蓿、燕麦等饲草草种后，根据育种目标确定携带的品种或新品系，并挑选饱满、无破损的优质种子，从而增加种子从太空返回地球后正常发芽的几率。

航天器有效载荷资源宝贵，每一克都要发挥其最大价值。因此，种子进入太空的门槛不低，只有遗传稳定性高、综合性状优良的种子才能脱颖而出，开启“太空育种”的征程。

航天育种既要“上天”，又要“下地”，其最大优势是突变率高、育种周期短，能在较短时间内创造出性状优异的种质资源。

航天育种又称航天育种或航天诱变育种，是利用太空特殊环境诱发植物种子基因突变，从而培育出新的植物品种，创造农业育种材料，丰富遗传资源。它是集辐射、航天、育种、遗传于一体的高科技技术。简单地说，让种子“上天”，再“入地”，经过筛选、杂交、鉴定等，最终形成新的种质资源的过程，就是航天育种。

“太空有微重力环境，有带电高能粒子，我们携带的种子和生物材料在受到微弱辐射后会发生变异。我们利用这些从太空带回来的变异，返回地面种植，筛选出那些可遗传、符合我们人类要求的变异，培育成新品种。”国家植物太空育种工程技术研究中心主任陈志强解释说。

与传统育种技术相比，航天育种最大的优势是航天诱变材料的突变率高、育种周期短，可以在较短的时间内创造出具有高产、早熟、抗病等性状的优良种质资源。

“过去，寻找一个新的育种材料可能需要十年二十年，甚至要翻山越岭去寻找自然变异的植物，但航天任务可以在较短时间内带回大量变异材料。”航天育种产业创新联盟秘书长、中国空间技术研究院原空间生物总工程师赵晖说，太空诱变给育种者提供了尽可能多的基因源材料，按下了育种的“快捷键”。在安全性方面，不引入任何外源基因的太空育种和常规辐射诱变育种都是改变植物本身的基因组序列，培育出的产品同样安全。

“我们做航天育种，主要是因为传统的中药材选育周期长、成本高。”李荣富说，中药材是云南的重要产业，但其品种选育技术与传统作物相比相对落后。在中药材需求量不断增加、野生药材资源有限的背景下，航天育种技术可以加快品种选育和人工规模化种植的进程，丰富中药材种质资源库，促进中药材产业发展。

不过太空诱变有点类似于“开盲盒”。“在诱变过程中，种子的遗传物质为什么、何时、在哪些方面发生变化，存在很大的随机性和不可控性。”赵晖说，在实际培育之前，没人知道种子会发生什么样的突变。但总体来说，在太空环境下，种子可能突变范围大、突变点多，突变稳定性更强。

诱变是随机的，性状可能有好有坏，所以地面育种至关重要。地面育种需要经过多代筛选和培育，选出最优秀的品种，这个过程需要三五年甚至十几年的时间。最后，通过作物品种审定委员会的审定，对“中选种子”进行认证。

“从种子带回地里种植，再到培育出新品种，不同植物的育种周期是不一样的。按照育种程序，培育一个苜蓿新品种需要10年以上。而燕麦是一年生植物，时间会缩短2到3年。”杨红山说。

以中药材云南龙胆为例，“从2013年6月神舟十号飞船搭载云南龙胆种子开始，经过7年的组培、育种、繁育、种植试验，最终选育出优质、高产、抗逆性强的‘云南龙胆太空1号’、‘云南龙胆太空2号’、‘云南龙胆太空3号’三个品种，并被认定为国家中药材良种基地。”云南省农业科学院院长李学林说。

我国航天育种始于1987年，迄今已培育出260多个品种，年推广面积超过4000万亩，产生直接经济效益超过2000亿元。

“载人航天工程在自身发展的同时，还能带动相关产业升级，促进经济社会发展，与国计民生息息相关。”神舟十三号返回后，中国载人航天工程办公室主任郝纯在空间站建设进展新闻发布会上表示。

航天服务国计民生，育种就是典型。1987年8月5日，我国第九颗返回式卫星成功完成首次“太空之旅”，搭载着100多个经过精心挑选的小麦、水稻、青椒等农作物种子，返回地球后，分发给全国各地科研机构。这批种子经过杂交育种，培育出大豆“铁丰18号”、棉花“鲁棉1号”等一批获得国家发明奖的优良新品种。

从此，种子成了航天器的“常客”，有农作物、油料作物等种子，也有地方特产品种、珍稀物种的种子。去年9月17日，神舟十二号载人飞船返回舱成功降落在东风着陆场，随行的还有水稻、小麦、玉米等农作物种子，石斛等中药材种子，大豆、土豆、瓜类、葡萄、兰花、玫瑰等果花种子，甚至还有窖泥、酒酵母等微生物。

空间育种试验不断开展，成果显著。为验证高等植物在空间环境下开花结实过程，神舟八号设计并搭载了“番茄试管苗太空开花结实”实验装置，8个番茄芽中有5个开花结实，实现国际上首次空间植物开花结实。天宫二号开展高等植物栽培试验，首次在空间获取拟南芥开花基因启动子调控的绿色荧光蛋白实时图像，为未来建立植物型空间生命生态系统、提高系统生产效率提供依据。这也是我国首次成功开展植物“从种子到种子”全生命周期栽培。

地面作物长势旺盛，丰收在望。利用航天育种技术培育的作物新品种在生产中推广应用，社会经济效益日益显现。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的创新小麦种质资源，选育出一大批具有特异性状的突变体。其中，高产小麦新品种“鲁原502”是由航天诱变系“”与“济麦19”常规杂交后系统选育而成。年推广面积超过1500万亩，累计推广面积超过1亿亩，成为我国重点推广的三大小麦品种之一。

上过太空的种子也丰富了人们的餐桌。很多在太空培育的成熟品种不仅是试验田的“样品”，也端上了普通百姓的餐桌。“北京市场上草莓约有30%是太空草莓和太空草莓，一般个头较大。”海南航天工程育种研发中心工程师姚桐说。

经过30多年的实践，中国通过航天育种筛选出1200多个新材料，培育出水稻、小麦、大豆、蔬菜等新品种260多个，每年推广面积超过4000万亩。初步估算，航天育种已产生直接经济效益2000多亿元。目前，我国航天育种品种数量和推广应用范围居世界第一。航天诱变机理研究水平和航天育种技术成果在农业上的推广应用水平已达到世界领先水平。

航天育种为我国农业发展提供丰富种质资源，助力扎实“中国种子”、稳住“中国饭碗”

航黄英2号，无限生长型小樱桃番茄，早中熟。果实椭圆形，成熟时黄色，色泽鲜艳，单果重20g左右，大小均匀，味甜，不裂果……走进北京市通州区航天育种产业创新联盟温室大棚，番茄、甜瓜、辣椒等200多个作物品种正长势旺盛。这些都是经历了太空旅程的种子的后代，它们结出的果实一般在产量、口感、形状等方面都有“特长”。

种子是农业的“筹码”。2021年中央一号文件提出“打赢种业翻身仗”；中央全面深化改革委员会第二十次会议审议通过了《种业振兴行动计划》；2022年中央一号文件提出“大力推进种源等农业关键核心技术研发”……航天育种是实现核心育种技术研发、破解“瓶颈”问题的重要手段，更是我国打赢种业翻身仗的有力武器。

“我国航天育种从一开始就以满足市场需求为目标，从促进国家农业发展、维护粮食安全、满足农民需求的角度开展科学研究。”国家航天育种项目首席科学家刘鲁祥说，改良作物品种是粮食增产的重要途径，航天育种为我国农业发展提供了丰富的种质资源。

航天育种是新种质资源的有力补充。赵晖在航天领域工作30余年，亲眼见证了我国航天育种的起步和发展。“打赢种业翻身仗，小种子也能迸发出大能量。”在赵晖看来，航天育种能在较短时间内创造出其他育种手段难以获得的稀有突变基因资源，快速培育突破性优质品种，进一步保障国家粮食安全。

我国牧草航天育种尚处于起步阶段，杨红山团队通过航天育种，先后培育出“中天一号苜蓿”“中天二号苜蓿”“中天三号杂交苜蓿”三个通过国家审定的新品种，品质优良、稳定性好、丰产性突出。

苜蓿具有高蛋白、高产、抗逆等特点，对我国畜牧业发展意义重大。“苜蓿生产是我国农业产业的短板，目前我国每年要从国外进口130万至150万吨苜蓿干草。”苜蓿育种专家、中国农业大学生命科学学院教授王涛表示，与航天工程合作搭载苜蓿种子，将极大帮助加速我国苜蓿育种进程。

今年，我国将完成空间站在轨建造，随后进入应用研制阶段，为期10年以上。这意味着，未来将有更多种子“搭便车到站”，在太空进行“蜕变”。

“伴随着我国航天事业的发展，航天育种也在不断创新突破，通过航天育种创造了具有自主知识产权的优良种质材料，选育出产业所需的优质、高产、抗逆品种，这对于推动相关领域种业快速发展、保障国家种业安全有着现实意义。”李学林说。

中央纪委国家监委网站 柴亚欣 薛鹏