太空農業太空育種

自1987年以來，我國育種工作者富有獨創性地首先開始利用返回式衛星和高空氣球搭載農作物種子，進行空間誘變育種研究取得了一批極有價值的研究資料和成果，獲得了一些對產量有突破性影響的罕見突變，選育出一些有應用前景的新品系。這一方法的特點是變異幅度變大、有益變異增多、育種周期縮短，如1987年利用高氣球搭載的甜椒品種"龍椒二號"，經連續多年混合選擇，已培育出果重達250克以上，增產120%的早熟新品系。1987年利用高空氣球搭載了粳稻品種"中作59"和"海香"，其M2代在11個性狀上均出現廣幅的分離，不僅從中獲得了產量、品質明顯改進的新品系，而且從中選育出能夠恢復秈型雄性不育系育性的粳稻恢復基因突變系，這是迄今利用其它手段難以獲得的罕見突變，它將對水稻亞種間雜種優勢利用產生重大影響，已從中選育出10多個綜合農藝性狀好、恢復力強的恢復系，以其配製的雜種一代優勢顯著，可望很快應用於生產。1992年利用高空氣球搭載的水稻品種"ZR9"，經三年選育，獲得早熟、高產、優質的新品系--"航育1號"，畝產最高達700公斤，正在進行生產試驗和試種，等等。

利用航天技術進行農作物育種工作是一個具有中國特色的新興研究領域，雖然從總體上來說，仍處於起步階段，但已顯示出誘人的前景，和生物技術、核技術農業應用等一樣，空間技術育種將成為促進我國糧食增產，緩解糧食壓力的一條有效途徑。

糧食問題將是一個長期的帶有根本性的戰略問題，任何時候都不能有絲毫放鬆。而解決糧食問題必須依靠科技進步也將是長期的帶有根本性，航天育種雖然是新生事物，卻已顯示出其活力和生命力，加上在國際上的優勢和特色，應當從我國國情出發，給予必要的扶植和支持，特別是"九五"期間，要在以往工作的基礎上，加強總體規劃，系統統籌，精心設計，組織農業育種和航天技術兩方面的精幹技術隊伍，基礎研究和應用、開發研究相結合，宏觀研究和微觀研究相結合，高新技術和常規技術相結合，跨部門、跨專業團結協作，進行聯合攻關，重點開展地面育種應用和機理研究及模擬試驗、搭載設備研製兩大方面工作。農業部門和航天部門有合作、有分工，相信在國家計委、科委的支持下，會使這一高新技術儘快地在農業生產中發展大作用，為農業上新台階，解決我國糧食問題做出新貢獻。作為農業主管部門，支持促進農業發展的科技發展，是我們義不容辭的責任，我們將精心組織技術隊伍，精誠地和航天部門、航天專家們一起，共同努力，推動航天育種事業的迅速發展。航天育種前途無量！

航天育種，也稱為空間誘變育種、太空育種，是指用返回式航天器和地面模擬空間環境裝置，通過空間環境，包括宇宙輻射、微重力和弱地磁場等多種因素，對植物的誘變作用，使種子產生變異，再通過嚴格的地面選育過程，獲得優良農作物品種的過程。

神舟九號與天宮一號完成載人交會對接任務，令中國航天事業再進一步。航天經濟成為越來越多人關注的話題，其中，大量農作物種子隨飛船上天，更預示著航天育種背後廣闊的經濟發展空間。

20世紀60年代種子上天

早在20世紀60年代初，前蘇聯及美國的科學家就開始將植物種子搭載衛星上天，在返回地面的種子中發現其染色體畸變頻率有較大幅度的增加。20世紀80年代中期，美國將番茄種子送上太空。在地面試驗中獲得了變異的番茄。

作為世界上能發射返回式衛星和飛船的3個國家之一，1987年，我國也在發射的第9 顆返回式衛星上首次進行了將蔬菜等農作物種子搭載上天的試驗。如今，在航天育種上也已擁有具有競爭性的知識和技術儲備。

神奇的育種技術

航天育種技術作為一種育種手段，實際上也是誘變育種的一種，只是這種育種手段是利用空間特有條件使用作物種子或苗木的染色體發生變異，與化學誘變以及利用基因工程創造轉基因作物都有很大不同。

一是太空特殊環境誘變頻率高。一般來說，航天育種變異率為5％～1 0％，最高的誘變率可超出10％以上，其中有益突變率為2％～3％。

二是太空特殊的環境誘發作物種子產生的變異幅度大，多數變異性狀穩定較快，有利於加快育種進程(一般四季性狀就基本穩定)。

三是可出現常規育種不易出現的變異。如通過航天育種技術可培育出的株系，具有秈稻轉化粳稻的特徵，亞種間雜交水稻結實率高達80％以上，使創造新的遺傳資源成為可能。

四是航天育種選育出來的產品不會存在安全問題。航天育種實際上是利用植物種子或組織在空間特殊條件下染色體發生斷裂、基因重組而產生的性狀變異，這種變異本質上只是加速了生物界需要幾百、上千年的自然變異，由於沒有外源基因，它與地面輻射育種和常規育

種相似，不會產生新的有害物質，其產品食用是安全的。

通過航天育種選育的種子一般具有高產、優質、抗病、抗逆、廣適等特點，最大優勢是縮短了品種選育時間，大約是傳統育種方式所需時間的十分之一，甚至更短。另外，航天育種還創造出大批優質種質資源，比如“航椒1 號辣椒”，維生素C 含量為234 毫克，比一般辣椒提高了183%左右；“太空5 號小麥”口感好，產量超過傳統品種10%以上；“太空萬壽菊”花期延長，能達9 個月。

投在太空上的賭注

“雖然目前還沒有產生可觀的經濟效益，但我認準了太空作物的前途。”山西恆穗航天育種研究中心主任李萬紅說。在他看來，選擇太空，靠的是眼光。至今，李萬紅已向太空輸送了四批次農作物種子。剛剛返航的神舟九號就搭載了公司16克穀子、黨參、柏樹和松樹的種子。

將種子送到太空需要費用。因為公司是山西省科技廳主管的民辦非企業單位，所以，除曾先後獲得過10萬元的科技經費，其他花費均靠自籌。

李萬紅回憶說，他的第一次太空之旅在2002年底，當年發射的是“神舟四號”飛船，搭載的是山西當地的沁州黃穀子。由此開始，李萬紅的航天育種工作起步。

後來，李萬紅通過第十八顆和第二十顆返回式科學與實驗衛星，將桑樹種子、中藥材種子、穀子、花卉等四大類的9種植物種子送入太空。

據介紹，從太空歸來的黨參長勢旺盛。其生長兩年，相當於普通黨參生長四五年。桔梗一般花色為藍色，而上天歸來的桔梗竟然開出了四株粉色花；一般為紫色的黃芩，經培育產生出藍紫色的，並取得一株紅色花植株。

“中藥材選育是一個複雜的過程，只能說獲得了階段性成果，雖然很多變化令人意外和欣喜，但還需要持續選育。”李萬紅說。

相對於中藥材，穀子育種獲得了更大成果。據李萬紅介紹，經過多年選育，目前獲得了15個品系，其中一個於2009年3月獲得山西省農作物品種審定委員會認定，命名為“晉谷47號”。

“獲得省級以上認定的航天育種品種的穀子，在全國只有我們這一個。”他們選育的“太空Ⅱ號”、“太空Ⅴ號”去年分別參加了山西省和國家穀子中晚熟產區區域試驗，有望獲得新品種的認定。

2020年11月搭乘嫦娥五號登月的40克的太空稻種，歷時約23天、76萬公里的“環月旅行”后，返回華南農業大學國家植物航天育種工程技術研究中心進行種植。這也是目前國內唯一的植物航天育種國家級平台。