航天育種，或許是跟百姓最貼近的話題。
自1987年以來，我國通過9艘神舟飛船及16顆返回式衛星，開展了25次航天工程育種搭載試驗，共搭載了包括糧食作物、經濟作物、油料作物、微生物等類別的1000多種生物材料。據不完全統計，現已有近百個航天育種農作物新品種通過審定，在農業生產中推廣應用。
航天育種到底是怎么回事，“太空種子”怎樣才能變成餐桌上的蔬菜……許多人對這些問題并不清楚。在此，讓我們探個究竟。
空間環境里存在多種誘變因素
“航天育種，是利用返回式航天器將作物種子、試管苗、微生物等搭載到宇宙空間，在宇宙射線、高真空、微重力等共同誘變作用下使生物自身基因產生變異，再返回地面選育作物新品種的育種技術。”甘肅省航天育種工程技術研究中心主任包文生對科技日報記者說，“簡言之，這是航天技術、生物技術和農業育種技術的集成創新。”
記者了解到，航天育種是育種技術中人工誘變育種方法的重要組成部分。盡管科學家目前對航天育種的機理還沒有完全掌握，但就空間環境對作物育種的影響卻已達成共識。
在太空里，宇宙射線是航天育種的主要誘變源。當作物種子或組織在空間運行時，被宇宙射線中的高能離子擊中后，引起染色體上的基因發生突變，植物體異常發育率增加，而且空間高能離子擊中的部位不同，染色體畸變的情況就不同。
同時，太空中的紫外線比地球表面紫外線照射強度高十幾或幾十倍，強大的紫外線照射劑量足以使天空飛行的植物種子或組織發生基因斷裂、重組，可能出現如產量、品質優化、抗逆性增強、抗病害能力增強等優良性狀。
在空間誘變效應中，微重力也發揮了重要作用。在天空飛行的作物種子，即使沒有被宇宙射線或紫外線擊中，也會發生染色體畸變，而且飛行時間越長，畸變效率越高。研究表明，微重力對作物的向性、生理、代謝、激素分布、鈣離子含量與分布及細胞結構的影響非常顯著，是引起細胞畸變、分裂紊亂、濃縮的染色體增加、核小體數目減少的重要因素。
此外，航天育種所選作物材料不同，對環境因素改變的反應敏感性和生存極限值就不同，其誘變頻率也不一樣。
包文生說，航天工程育種具有非常突出的特點。一是加快了植物變異速度,豐富了育種材料。作物種子或組織只要在太空飛行一段時間，返回地面后就會發生多種變異供育種者選擇；二是不需要復雜且污染環境的誘變源，符合自然資源和生態環境保護及可持續發展的要求；三是空間特殊環境誘變因素多，范圍廣，強度大，有利于加快育種進程，還有可能獲得能對產量、品質或綜合性狀產生突破性的種質材料, 從而培育成功各種農作物新品種。“因此，航天工程育種已成為培育農作物優良新品種的重要途徑和手段之一，已成為我國常規育種和生物育種領域的重要組成部分。”他說。
我國航天育種目的是為百姓服務
上世紀60年代，前蘇聯用衛星把種子帶上了天，等種子返回后發現其染色體畸變頻率有較大幅度的增加。1984年，美國把番茄種子送上太空，得到了產生變異的番茄后代。1996年至1999年，俄羅斯還在“和平號”空間站成功種植了小麥、白菜和油菜等植物。
我國在1987年8月5日，由中國航天科技集團公司空間技術研究院利用第九顆返回式衛星，首次成功進行了農作物種子的太空搭載試驗，從此加入到航天工程育種的行列。2006年9月9日，我國還成功發射了專門用于航天工程育種的“實踐八號”衛星，共搭載有包括作物、果樹、蔬菜等九大類2020份生物材料，獲得200多份突變材料。
不過，目前國外在航天器上搭載植物種子主要是用于分析空間環境對于宇航員的安全性，探索空間條件下植物生長發育規律，目的在于改善空間人類生存的小環境，使宇宙飛船成為“太空農場”，最終解決宇航員的食品自給問題。
我國開展航天工程育種的目的則不同，更側重于培育具有自主知識產權的優良農作物品種，為百姓日常生活服務。伴隨著我國航天事業的發展，航天工程育種研究日益成熟，一大批產量高質量優的新品種脫穎而出。
航天育種有機結合了航天技術、生物技術和農業育種技術，在優良品種培育方面具有獨到的優勢，因而受到國家高度重視。1995年，農業部將“作物空間誘變育種”列為“九五”部級重點課題；2002年科技部將航天工程育種列為“十五”國家863計劃；2007年，科技部將航天工程育種列為“十一五”國家863計劃；2008年農業部將航天工程育種列為國家“十一五”科技支撐計劃；2010年至今，航天育種被列入國家戰略性新興產業、生物產業、農作物種業等國家及地方政府“十二五”發展規劃中……事實證明，航天育種已成為保障我國農業可持續發展的重要組成部分。
太空種子需要數年時間才能培養成合格蔬菜
甘肅天水，中國航天科技集團公司五院所屬中國西部航天育種基地便建在這里。
走進基地，眼前的景象頗具奇幻色彩——有兩個人都抱不動的超大南瓜，有一米多長的豇豆，也有一穗結8個果的茄子……
“空間誘變只是航天育種的第一步，并非把太空回來的種子直接種出來就能得到合格的‘太空蔬菜’，最繁重和最重要的工作是隨后在地面上完成的‘選育’。”作為該基地負責人的包文生說，種子在太空中發生的突變是隨機的，其果實既可能變大，也可能更小……或是出現早熟、抗病等其他性狀。而有益變異很低, 育種人員則要在足量的群體中認其觀察、記錄、分析哪些是育種需要的益變材料，只要把確認的益變材料進行四代以上選育，得到穩定的遺傳性狀，即育種材料。
他介紹說，成功培育一個“太空蔬菜”品種，往往需要五六年甚至更長時間。航天器搭載回來的種子先要經過4代以上的選育，選出其中有價值的育種材料并確定其性狀穩定后，才能開始雜交育種，雜交種經田間鑒定后，進行品比試驗、區域試驗和生產示范和相關檢測、檢驗。最后還要經過省級以上農作物品種審定委員會審定、認定，才能大面積推廣并端上百姓的餐桌。
目前，該基地培育的太空辣椒、番茄、茄子、小麥等31個新品種均通過了科技成果鑒定和甘肅省農作物新品種審定委員會審、認定, 并已在25個省區市得到大面積推廣。
