一粒種子的太空之旅

多國麗

自1987年以來，在“國家863高科技計劃”的推動下，我國先后13次利用返回式衛(wèi)星和5次飛船及多次高空氣球搭載了70多種植物的2000多種品種的種子，涉及到糧、棉、油、蔬菜、花卉、牧草及中藥材等多方面。

北京神舟綠鵬農業(yè)科技有限公司示范基地占地四百畝，建設了研發(fā)中心、全智能溫室、植物組培工場、育苗工場和能夠滿足選育、栽培試驗、示范種植的各種大棚設施。

在太空中種出來的土豆是什么樣？馬特·達蒙在《火星救援》中給出了答案，他雖然沒有具體描述出火星土豆的口感，但作為救了他一命的食物，想必味道好極了。

在目前的科技條件下，人類落地到火星種土豆確實是一件只能幻想的事情，但是，吃一口在太空中孕育出來的食物卻早就是一件離普通人很近的事了，我們在餐桌上最常吃到的黃瓜、大豆、玉米等多種作物，很多就有可能是太空來物。你可能也會有這樣的疑惑，為何最近吃到的甜瓜更甜更脆了，吃到的黃瓜更大更嫩了，這背后的技術就是已經深入到大眾生活中卻不為人所熟知的“航天育種”。

種子與國家安全

從車馬嘈雜的北京市區(qū)驅車前往京郊，沿途越來越安靜。在一片靜謐與綠色之中，坐落著被譽為“種子硅谷”的北京通州國際種業(yè)科技園區(qū)。園區(qū)里，駐扎著眾多我國種子行業(yè)的龍頭企業(yè)，其中就有北京神舟綠鵬農業(yè)科技有限公司。

一進辦公大樓，就看到高墻上的大字標語，“一粒種子改變世界”。一粒小小的種子，看似微不足道，它真能起到那么大的作用？航天育種業(yè)的專家、神舟綠鵬董事長趙輝這樣解釋：“過去我們的育種業(yè)沒有形成產業(yè)化，選育種子由科研院所去做，而推廣由企業(yè)進行，整個鏈條是分開的。這樣一來中國的自主知識產權越來越少，如果種子靠進口的話，種業(yè)問題就影響到了國家安全問題。”

示范基地已經成功培育出的太空香蕉、太空樹莓、太空葡萄、太空蘭花、太空百合、太空月季等品種。

這是擺在中國種業(yè)面前的嚴峻現(xiàn)實。世界種子市場壟斷趨勢明顯，世界前十強種子公司市場集中度超過55%，美國種業(yè)巨頭僅孟山都一家公司的國際商品化種子的市場占有率就高達21%。中國是種子需求大國，然而，中國種業(yè)的競爭力卻不強，具有選育-繁殖-推廣一體化能力的種子企業(yè)很少。用中國工程院院士袁隆平的話說，關鍵時刻，一粒小小的種子可以絆倒一個大國。就拿印度為例，孟山都在2002年將Bt-棉花種子引入印度，從此壟斷了印度的棉花種子市場，導致種子價格上漲了80倍。

這是一場迫在眉睫的競賽，而趙輝所努力去做的就是推進這個產業(yè)的一體化。他說，航天育種產業(yè)一體化就是公司在獲得種子材料后進行選育，然后做品種的觀察與推廣，即如今國家在農業(yè)生產方面所大力倡導的“育繁推”。

實際上，一粒種子從上天到入地再到結出果實，這是一個復雜的過程。第一階段是選種。選擇什么樣的種子搭載上天，要經過多重篩選，搭載種子在純度、凈度、發(fā)芽率上符合國家作物種子質量標準，種子的相對含水量應控制在13-14%。每份搭載種子數(shù)量，小粒作物一般應在3000粒以上，大粒作物一般應在1000粒以上?！按钶d資源非常有限，每次都是兩三公斤的量，每次一百種左右。” 趙輝說。

第二階段是誘變。利用衛(wèi)星和飛船等太空飛行器將植物種子帶上太空，再利用其特有的太空環(huán)境條件，如宇宙射線、微重力、高真空、弱地磁場等因素對植物的誘變作用產生各種基因變異，再返回地面選育出植物的新種質、新材料、新品種。一般來說，種子搭乘衛(wèi)星上太空轉一圈便能“變”出更優(yōu)良的品質，比如結出更大更甜的果實，更美的花朵。

第三階段為下地。種子隨著搭載的航天器返回地球后，隨即要進行地面選育工作，包括地面種植、觀察、突變體篩選、遺傳穩(wěn)定性鑒定等工作。因為種子的變化是分子層面的，想分清哪些是我們需要的，必須要將這些種子全部種下去，繁殖三四代后，才有可能獲得性狀穩(wěn)定的優(yōu)良突變系。

這樣，經過一個漫長的過程，每次太空遨游過的種子都要經過連續(xù)幾年的篩選鑒定，其中的優(yōu)系再經過考驗和農作物品種審定委員會的審定才能稱其為真正的“太空種子”。

盛開的白蓮

中國是目前世界上三個獨立掌握空間飛行器返回式衛(wèi)星技術的國家之一，在航天育種方面，三個國家各有特色。目前美國航天工程育種工作計劃主要涉及在種質創(chuàng)新、藥品生產、生物反應器以及生物采礦等幾個研究領域，其主要目的是探索太空生命生存條件。俄羅斯的研究重點則是空間植物栽培研究，曾在國際空間站上完成了豌豆的連續(xù)世代循環(huán)栽培，以及成功種植超矮小麥、白菜和油菜等植物。

趙輝多年的工作經歷見證了中國航天育種業(yè)的歷史。我國航天育種開始于1987年，但是，最早主要是國外的公司使用中國的航天器進行搭載。當時的趙輝還在中國空間技術研究院工作，負責航天搭載項目。“最早來找我搞搭載的是德國人、法國人，中國的科學家看到后于是說，航天要服務于國民經濟，我們自己也要送點東西上天去，”趙輝說。

航天育種專家、神舟綠鵬董事長趙輝。

從搭載辣椒、西紅柿種子開始，中國開始了自己的航天育種進程。

自1987年以來，在“國家863高科技計劃”的推動下，我國先后13次利用返回式衛(wèi)星和5次飛船及多次高空氣球搭載了70多種植物的2000多種品種的種子，涉及到糧、棉、油、蔬菜、花卉、牧草及中藥材等多方面。已進行的項目有：小麥、水稻、玉米等糧食作物;大豆、綠豆、黑豆等豆類作物;棉花、煙草、香蕉、蓮子等經濟作物;油菜、番茄、黃瓜、甜椒、西瓜、甜瓜等蔬菜作物;曼陀羅、蘭花、玫瑰等花卉，紅豆草、紫花苜蓿等牧草，人參、甘草等中藥材。

比如說，經衛(wèi)星搭載處理后獲得的博優(yōu)721亞種間雜交水稻新組合，大面積畝產量達700多公斤，比當?shù)刂髟云分性霎a15%以上;優(yōu)質、高產的水稻華航1號、芝麻新品種航芝麻1號、食用菌太空金針菇等收到農業(yè)生產者的普遍歡迎。同時，利用航天誘變技術創(chuàng)造了一批目前利用傳統(tǒng)育種手段較難以獲得的罕見材料，如特早熟小麥、特大粒蓮子太空蓮3號、特大粒紅小豆突變系、特長角果雙底油菜等，將對作物產量和品質等主要經濟性狀的遺傳改良產生重大影響。

就拿神舟綠鵬來說，它通過神舟飛船搭載植物試管苗，經過地面培育出太空香蕉、太空樹莓、太空葡萄、太空蘭花、太空百合、太空月季等園藝作物，目前抗病、優(yōu)質、高產的太空香蕉已在深圳、海南等地大面積推廣;太空蝴蝶蘭、太空石斛蘭在深圳已經形成產業(yè)，每年有50萬株投入市場。

航天育種是個接地氣的行業(yè)，已經有多個地區(qū)利用這一技術實現(xiàn)了收益。趙輝給我們介紹了江西廣場白蓮種植的案例。早在1994年，廣昌縣白蓮科學研究所就找到了空間技術研究院，說自己是貧困縣，想把種子送上太空提高白蓮的產量。研究院同意了合作。2002年、2004年又先后開展了第二、第三次航天搭載，先后選育出太空蓮、星空牡丹、太空嬌容等一批白蓮新品種。自此，廣昌白蓮具有了生育期長、花多、蓬大、結實率高、顆粒大等特點，其中太空蓮36號品種平均畝產量提高到80—100公斤，比常規(guī)品種高出一倍多，蓮農的經濟效益也增長一倍以上，目前已成為我國白蓮產區(qū)的主栽品種。

“航天育種有巨大的發(fā)展前景和社會經濟效益，太空白蓮帶動了廣場縣的農民增收20億元，就全國來說，航天育種產業(yè)已經創(chuàng)造了直接經濟效益100多億元，”趙輝介紹道。

一些誤解

但是，對于航天育種產業(yè)的發(fā)展，趙輝也是頗多憂慮。他說，“航天育種是帶有公益性質的事業(yè)，不可能一投資就賺錢?！闭且驗槿绱耍教煊N產業(yè)的現(xiàn)狀與未來并不容樂觀。

從航天育種的發(fā)展歷史來看，航天育種一直不是航天飛行的主要任務，而是在保證其它任務成功地前提下，“順便”搭載一下航天育種材料，我國僅在2006年發(fā)射了世界上唯一一顆專門用于航天育種的衛(wèi)星實踐八號。到目前為止，我國還沒有建立起一個完整的航天育種空間搭載機制。

而且，目前航天育種缺乏龍頭企業(yè)，大部分企業(yè)規(guī)模小，經營分散，有的企業(yè)或者研究機構不管有沒有力量和條件，“趕時髦”進行航天搭載，低估了航天育種工作的難度，選擇搭載的農作物品種和材料素質不夠高，導致經衛(wèi)星搭載誘變后，又經歷4-5年定向選擇后育成的品種在產量、品質和抗性上缺乏競爭力，選育不出好的種質材料，在生產難以推廣，大大浪費了資源。

航天育種品牌自身的保護力度也不夠，目前社會上存在著許多大大小小的航天育種企業(yè)，仔細探究發(fā)現(xiàn)，其中大多數(shù)企業(yè)打著“航天育種”的幌子進行炒作，他們從國內外找來一些與眾不同的品種，貼上“航天育種”的標簽，利用老百姓對“航天品質”的信賴，從中獲利，這些企業(yè)嚴重影響了航天育種的聲譽。

航天育種是不是轉基因？這也是讓很多人疑惑的問題，這也導致了趙輝所說的“航天育種業(yè)只能做不能說”的現(xiàn)狀，因為“過去這一行業(yè)的機理研究滯后，解釋起來太麻煩就不說了?！?他承認，有的人把航天育種跟轉基因相提并論，認為通過航天誘變搭載育出的新品種存在著安全問題，大眾的這一認識嚴重影響航天工程育種的產業(yè)化。

但是趙輝也斬釘截鐵地說，航天育種不是轉基因。他用簡單的話語解釋道，“轉基因是外源基因的導入，而航天育種是自己的基因在變化。即使沒有上太空，種子的基因在地球上也會有變化?！?/p>

他強調，航天工程育種是一種物理誘變育種手段，沒有外來基因的導入，因而它不是轉基因，其安全性是確定的?？茖W工作者專門試驗研究顯示，即使太空飛行回來的當代種子經嚴格檢測也沒有增加任何放射性。因此食用太空種子加工生產的糧食、蔬菜等不會存在不良反應。

對于航天育種的未來，趙輝認為，中國應該培育出自己的優(yōu)勢品種，打造航天育種知名品牌，提升航天育種和航天產品的知名度，提升市場競爭力，加快科技成果轉化步伐。