研究人員在實驗室環境下培育的太空玉米苗。

　　河北工業大學兩次選送種子搭借神八神十飛船進行太空之旅，探索具有太空印記的生命變化—

　　7月16日，經過公證等一系列手續后，河北工業大學生物物理研究所常務副所長耿金鵬博士在中國空間技術研究院，領取了搭借神舟十號飛船進行太空輻照試驗的生物育種材料。涉及花卉、蔬菜、水果、農作物等大類的36個品種、共計135克的生物物種，在經過15天太空之旅后，開始走上從太空到百姓生活的新旅途。

　　事實上，2011年，河北工業大學的一批種子就曾搭借神舟八號進行航天育種試驗。近日，筆者走進該校生物物理研究所，探究包括仙客來、牡丹、玉米、葡萄、辣椒、茄子等8類58個品種“太空種子”不同尋常的神奇變化。

　　種子上天

　　物種基因變異幅度更大速度更快

　　“這是我們在神舟八號搭載的四季薰衣草種子，別看它的外表和普通種子沒有什么不同，但里面基因卻發生了不同程度的變化。”7月10日，在河北工業大學生物物理研究所，安海龍博士對他們的“太空種子”視如珍寶。他告訴筆者，去年他們種下了36粒四季薰衣草太空種子，結果發現每一粒種子在株高、花產量、葉型等方面都有不同程度的變異。“我們正對種子進行基因方面的研究，看到底是哪方面的基因發生了變化。”

　　一直在地球上生長、繁衍的生物物種，其形態、生理和進化始終受地球環境影響。“而生物種子一旦通過航天器進入太空，就處于高真空、微重力的環境下。”安海龍說，再加上地磁場俘獲的各種宇宙射線輻射，就會對生物種子的生理和遺傳性狀產生強烈影響，也更有可能產生在地面上難以獲得的基因變異。

　　在搭借神八返回的“太空種子”中，張家口農業科學院培育的仙客來花卉變異最為明顯。“花色、花型、花朵數量都有很多變化。”安海龍向筆者介紹，有的花瓣變得褶皺，有的一個花朵變成兩種顏色；而最為好看的一種變異是每個花瓣都有一條白邊，像是給花瓣鑲嵌了銀線。“另外，邯鄲永年農作物研究所的玉米、懷來的葡萄、遷安的百喜草和黃菥草也與普通品種有較多差異。”

　　“航天育種試驗中，真空、粒子輻射、微重力和地磁場是關鍵的空間環境資源。”安海龍表示，地面模擬方式無法全部實現太空的復雜環境。在地面，可以創造條件讓物體處于失重狀態，也可以通過使用大型核離子加速器等方式讓物種處于某一種粒子輻照的狀態，但都是單一的，只能先做輻射試驗，再做失重試驗，很難同時滿足多個條件。“而飛船在軌階段，位于高度在500千米以下的近地空間區域，這一太空區域存在與地球環境具有較大差異的環境要素。”

　　據了解，目前各國科學家已經證實太空環境對植物基因產生影響，但太空環境對植物基因哪些方面產生影響，其誘變機理是什么，一直是個世界難題。“這次我們把神八帶回來留檔封存的太空種子拿出一部分，搭借神十第二次送上太空。這些種子在太空接受兩次微重力和輻射等環境因素作用，肯定會有不同的基因變異，但會變成什么樣子，還有待于繼續觀察分析。”安海龍表示，希望通過這種方式，能夠發現其中更多的變化規律。

　　種子落地

　　培育成新品種還需四代

　　“一份放在-4℃的特制冰箱里留存，一份送到育種基地進行培育。”7月16日，安海龍把剛剛領取的搭借神舟十號飛船的生物物種，按照每一個品類分成了兩份。

　　雖然航天工程育種能在相對短時間內誘變、創造大批變異材料和品種，但安海龍說，上天只是第一步，隨后還要經過農業專家幾年的地面培育、篩選和驗證。

　　目前，他們已經和遷安市政府、河北農業大學、張家口市農業科學院、永年縣農作物研究所、懷來縣夾河葡萄專業合作社等單位合作，建立了6個航天育種培育基地。搭借神舟八號飛船的“太空種子”正在各個基地進行培育試驗。

　　“進行航天育種要經過嚴格篩選。我們一定要選擇適合我省種植、能產生較大社會經濟效益的種子進行搭載。”在這次選擇神州十號飛船搭載物種時，安海龍征求了培育基地的意見，對物種進行了更換。“因為遷安鹽堿地多而且一些尾礦需要綠化，我們就根據遷安的提議選擇了酸棗種子。如果能培育出適應性強、能在這種貧瘠的土壤環境下成活的酸棗新品種，將能帶來巨大的經濟和社會效益。”

　　據介紹，通過飛行器搭載回來的種子叫作第一代種子，安海龍說：“第一代植株有時也會表現出一些生理變異性狀，但科研人員只是觀察記錄下來，不做任何篩選。”經過第一代所收獲的種子全部再種下去，長出來的叫第二代種子。安海龍解釋,“由于變異是隨機的，有的變好，有的變差，可以根據育種目標進行定向選擇。比如篩選變矮稈的，以便增強抗倒伏性能；篩選穗子變大的，以提高產量；篩選變早熟的，以提早收獲期等等。”

　　安海龍介紹，第三代種子主要是穩定性觀察，將第二步篩選的種子繼續播種，查看這些突變性狀是否真正能夠穩定遺傳。第四代是群體比較和異地試種，對具有遺傳穩定性的種子進行一定規模的群體比較試驗，以及多省市異地試種鑒定，以確定其在不同環境下是否都能表現出優良性狀。

　　“目前，太空種子的變異還在培育觀察階段，因為太空物種所有變異都有‘返祖’現象，第一代作物的新特征，到第二代作物的時候又恢復了普通特征。”安海龍表示，根據他們的研究，一般“輻射育種”作物，經過四代種植，變異的特征基因就能延續下去。

　　根據以前的成功經驗，安海龍介紹，航天育種使物種基因變異的幅度更大、類型更豐富。經歷太空育種技術選育的品種，不僅植株明顯增高增粗，果型增大，產量增加，而且作物機體也更加強健，對病害的抗逆性特別強。“不僅如此，航天育種還使育種周期大大縮短。”安海龍以玉米為例向筆者介紹，運用普通育種方式培育一個新品種至少需要10年時間，而采用航天育種時間可減少一半，由10年縮短至5年左右。“我們正在努力研究，相信很快就能培育出河北自己的太空新品種。”

　　太空果蔬

　　不是轉基因可安全食用

　　隨著我國對太空認識和探索的加深，航天育種正悄然走進尋常百姓的生活，讓我們不知不覺享受著這些太空探索帶來的“福利”。據了解，我國從1987年開始將蔬菜等農作物的種子搭借衛星上天，相繼進入太空的生物物種達50個大類、400多個品種。如今，一部分通過航天育種培育的青椒、櫻桃、番茄等果蔬，還有水稻、玉米等作物，開始走上人們的餐桌。“航天育種生產出的水果、蔬菜看上去更大更粗，口味也與普通水果、蔬菜不同。這些食品是不是轉基因食品?食用后會不會不安全？”筆者發現，公眾在對航天育種產品感興趣的同時，也對其安全性有些疑慮。

　　“大家對航天育種產品安全顧慮主要有兩個，一個是輻射問題，一個是轉基因問題。”安海龍明確表示，航天育種產品不是轉基因產品，而且輻射殘存幾乎為零，完全可以安全食用。

　　安海龍介紹，一些太空蔬菜的營養或許比傳統的高一點，這可能是選種子時會有意識地選擇營養價值比較高的種子。但是高的產量和高維生素含量，通過其他的方法也是可以育種的。包括傳統的、生物技術、航天誘變、核輻射誘變等，太空誘變只是誘發基因改變的多種方法之一。“航天育種不是用人工手段將外源基因導入作物中使之變異，而是通過太空輻射讓作物本身的染色體產生缺失、重復、易位、倒置等基因突變，這種變異在本質上和生物界的自然變異并無區別，只是改變了時間和頻率而已。”安海龍表示，太空育種只是加速和豐富了生物界需要幾百年甚至上千年才能產生的自然變異。而轉基因是將一個物種的基因移植到另一個物種中去，比如將花生的基因轉移到大豆中去，使大豆油有花生油的口感。而經過航空育種的水稻依然是水稻、青椒依然是青椒，并無外來物種基因導入與整合，物種沒有發生本質的變化，所以太空育種與轉基因有著根本的區別。

　　此外，擔心“太空菜”有輻射也完全沒有必要。“確實太空中宇宙射線的輻射較強，但這是生物物種發生基因變異的重要條件。除了太空育種之外，輻射也是地面育種中的一種常用手段。”安海龍說，輻射對于作物的影響僅僅是射線穿透，而作物種子本身，幾乎沒有放射性物質殘留。而且“太空種子”還要在地面再進行四代培育，所以擔心“太空菜”有輻射完全沒有必要。

關鍵詞：神十,太空育種,河北工業大學