2017/7/26 16:38

太空科幻電影《火星救援》里，被獨(dú)自遺留在火星上的男主角靠著種土豆吃土豆生存了500天。為什么是土豆而不是別的食物？事實(shí)上，太空生存，既可以當(dāng)主食也可以當(dāng)菜吃的土豆將成為航天員的優(yōu)選，我國未來空間站建設(shè)，也可能離不開土豆。

神秘而危險(xiǎn)的太空，人類要想飛的更遠(yuǎn)，首先要解決補(bǔ)給問題。我國未來的載人航天計(jì)劃是建立永久的空間站以及載人登月。服務(wù)于我國未來太空基地的生命生存，航天育種正在地面進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，不過專家指出，建造太空“會飛的農(nóng)場”，目前還遠(yuǎn)沒有達(dá)到實(shí)現(xiàn)的時(shí)候。

成果 創(chuàng)新優(yōu)質(zhì)種源服務(wù)普通人

事實(shí)上，變異不是只有在浩瀚太空才能發(fā)生的，物種在大自然也會發(fā)生變異。航天科技集團(tuán)下屬神舟綠鵬農(nóng)業(yè)科技公司組培中心的楊碩博士解釋說，比如我們吃的娃娃菜，個(gè)頭變小了，紫甘藍(lán)的顏色變得特殊了。除了自然變異，人工干預(yù)的誘變育種研究在國際上也已經(jīng)有80多年了，通過輻射源、化學(xué)誘變劑等處理，也都可以產(chǎn)生變異。畢竟太空搭載太稀缺了，人們試圖在地球上尋找更多的機(jī)會。但數(shù)據(jù)積累分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段在地面上模擬失重等太空環(huán)境下的育種效果都沒有實(shí)際太空搭載的效果好。太空育種在變異的幾率、育種周期等方面都有著獨(dú)特的優(yōu)勢。

國際上的太空育種研究從上世紀(jì)70年代就開始了，當(dāng)時(shí)的目的主要為了未來的太空移民，航天員在空間站滯留時(shí)必要的自給自足。可后來人們發(fā)現(xiàn)，種子在太空發(fā)生了變異，原來是可以拿回地球，服務(wù)于普通人。在太空育種早期，航天大國俄羅斯和美國走在了前面。而后將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到空間植物種植。而我國對新育種材料的需求更迫切。“太空育種在相對較短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)新出優(yōu)質(zhì)種源，成為緩解我國農(nóng)業(yè)作物優(yōu)質(zhì)種源貧乏的有效途徑之一。”

據(jù)統(tǒng)計(jì)，自1987年以來，我國科學(xué)工作者22次利用返回式衛(wèi)星和神舟飛船搭載植物種子、菌種、試管苗等近4000種，經(jīng)地面篩選育成200多個(gè)農(nóng)作物優(yōu)良新品種、新品系并進(jìn)入品種區(qū)域試驗(yàn)，通過國家或省（部）級鑒（審）定的新品種有72個(gè)，包括水稻、小麥、玉米、大豆等多種作物，并從中獲得了一些有可能對產(chǎn)量有突破性影響的罕見突變材料。迄今累計(jì)推廣“太空糧食作物”240萬公頃，增產(chǎn)糧食13億公斤。

回應(yīng) 航天育種不是轉(zhuǎn)基因很安全

在我國，很多太空作物的實(shí)際種植面積已經(jīng)超過了十幾億畝。中國空間技術(shù)研究院航天育種專家、航天神舟生物公司總工程師趙輝說，比如航天育種的超級再生稻， 2012年時(shí)累計(jì)的種植面積已經(jīng)突破了15億畝，產(chǎn)量高、品質(zhì)好。“航天育種帶來的實(shí)際效果，對國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)都是現(xiàn)實(shí)的。”

航天育種的產(chǎn)品和成果應(yīng)用很廣，水稻、小麥 玉米都有通過航天育種的品種在實(shí)際應(yīng)用，棉花、大豆和各種蔬菜品種也比較常見，還包括漿果類的水果和林木花卉等等。也就是說，餐桌上的美食，可能你并不知道它的“上幾代”種子曾經(jīng)坐著神舟飛船或者衛(wèi)星遨游過太空。這種“只能做不能說”的尷尬究竟是什么原因呢？

趙輝解釋說，終端消費(fèi)市場上，賣東西的人確實(shí)很少宣傳航天育種，說它是從“天”上回來的，原因之一是公眾對于航天育種和轉(zhuǎn)基因的理解有混淆，很多人會問，從“天”上回來的植物基因變了還安全嗎？能吃嗎？所以可能會有質(zhì)疑，可能就不買了，商家存在這樣的擔(dān)憂。但在某些地區(qū)，比如西北地區(qū)，人們對航天育種的辣椒推廣非常認(rèn)可，不是航椒還不好賣。

趙輝指出，事實(shí)上，航天育種并沒有經(jīng)過人為的方法將外源基因?qū)氲阶魑镏惺怪a(chǎn)生變異，這種變異本質(zhì)上與生物界的自然變異沒有任何區(qū)別，因而它不是轉(zhuǎn)基因。目前，人們對航天育種的認(rèn)可率在逐步提高，很多農(nóng)戶會主動去找航天育種的種子，比如今年在太空育種基地舉辦的作物展示周，1個(gè)月的時(shí)間，實(shí)際來看品種的就有1千多個(gè)商戶，需求量明顯一年比一年多，“因?yàn)楦呖垢弋a(chǎn)，農(nóng)戶獲得了更高的實(shí)際收入，確實(shí)得到了實(shí)惠。”

研究 高等植物組成太空生態(tài)系統(tǒng)

在去年的神舟十一號和天宮二號的對接任務(wù)中，航天員把生菜的種子帶到天宮二號栽種，經(jīng)過航天員“菜農(nóng)”30天的培育，成熟的生菜被帶回了地球。

趙輝指出，除了服務(wù)于地面上的農(nóng)業(yè)發(fā)展，我國開展空間誘變育種研究還要服務(wù)于未來的太空生存，與我國的載人航天、深空探測、地外基地建設(shè)的空間實(shí)驗(yàn)活動相關(guān)。未來我國的空間站和深空探測、基地建設(shè)等總是要有人類在那里長期駐留和工作，需要補(bǔ)充給養(yǎng)，獲得食物。短期可以從地球帶到太空，如果是經(jīng)年累月，就需要將地面的高等生物種子帶到太空，在空間環(huán)境中生長發(fā)育，在外太空直接獲取食物和收成。

據(jù)趙輝介紹，未來太空生存是航天育種研究的一個(gè)重要方向，不僅僅是中國在做，美國、俄羅斯和其他從事空間科學(xué)研究的國家目前也都在做。但是具備獨(dú)立掌握空間飛行器的返回技術(shù)和發(fā)射載人飛行器的國家也只有美國、俄羅斯和中國三個(gè)國家，在這個(gè)領(lǐng)域的研究和成果也更多一些。

2011年神舟八號飛船發(fā)射成功，我國進(jìn)行了番茄在空間環(huán)境中開花結(jié)實(shí)的實(shí)驗(yàn)，這在當(dāng)時(shí)是第一個(gè)高等植物在太空環(huán)境下開花結(jié)實(shí)，在此之前，美國和俄羅斯的很多實(shí)驗(yàn)也獲得了成功。

另外，除了滿足食物獲取的需求，在地外基地建設(shè)和地外居留艙建設(shè)中，需要有一個(gè)受控生態(tài)系統(tǒng)，其中的植物特別是高等植物是最主要的組成部分，通過它產(chǎn)生光合作用，形成受控生態(tài)環(huán)境，使人能夠在類似于地球的生態(tài)環(huán)境中生活。

實(shí)驗(yàn) “會飛的農(nóng)場” 還遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)

服務(wù)于未來太空生存的航天育種，目前我國正在進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。趙輝介紹說，從小麥、水稻到各種蔬菜，莖菜、葉菜類等等都有，不同類型的作物在天上種植有不同的使用目的和需要，有的就是為了獲取食物，有的就是為了參與受控生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)。

我國的地面模擬空間環(huán)境受控生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)做了幾批，去年在深圳做了一個(gè)4人180天的受控生態(tài)生保系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)，在地面的模擬艙內(nèi)，6個(gè)房間完全與外界隔離，模擬建在月球上的狀態(tài)。艙內(nèi)所有的食物都是封閉狀態(tài)下種的植物，人們大部分時(shí)間也是在培育這些植物。近日，4人200天的“太空生活”實(shí)驗(yàn)在北京航空航天大學(xué)開展。

“模擬實(shí)驗(yàn)中，種有幾十種不同的植物，種土豆那是必須的。”趙輝說，土豆的營養(yǎng)和栽培方式比較適合這種環(huán)境，這是經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)獲取的經(jīng)驗(yàn)。艙內(nèi)的志愿者等待小麥成熟了，直接做成面包吃，但不會生火炒菜，生菜熟了可以拌著沙拉直接吃。人在太空艙不但要活著，而且要活得更好，除了吃，還要養(yǎng)花，還要身心愉悅。

根據(jù)我國的航天發(fā)展規(guī)劃，2020年將在太空組裝建成空間站。“預(yù)計(jì)2022年就可以運(yùn)行了，到那個(gè)時(shí)候還是需要貨運(yùn)飛船送一部分東西，也要爭取做一些自給自足的實(shí)驗(yàn)，但是還要有一個(gè)過程。”趙輝說，建造太空“會飛的農(nóng)場”的目標(biāo)，目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有實(shí)現(xiàn)的時(shí)候。

天地相融才是最好詮釋

瓜果飄香，綠意盎然。走進(jìn)太空育種基地，看著大南瓜、小番茄，總有一種幸福感。平時(shí)的農(nóng)業(yè)知識甚少，到了蔬菜大棚一直問東問西。采訪前，我的疑問很多，為什么要大費(fèi)周折把種子送上天？種子上了天到底發(fā)生什么神奇的變化？專家說，其實(shí)，種子在地球的土壤里也有機(jī)會發(fā)生置身太空類似的變化，比如碰上火山地震，只是幾率太小太小。

不過，即使是從天上回來的種子，依然要種在地里，日復(fù)一日才能長出莊稼，而不是點(diǎn)石成金。

每天走在田間地頭，和土地為伴，和種子為友，它們永遠(yuǎn)不會欺騙你，你對它好，它就用收成回報(bào)你；你偷懶不善待它們，它們也會讓你吃苦頭。常年在這里工作的專家說，別看種植的都是從天上回來的種子，但是依然要靠天吃飯，應(yīng)對風(fēng)云變化，面對干旱洪澇，老天不會給你額外的眷顧。

天地相融，太空育種成為最好的詮釋。