趙君鵬

在問天實(shí)驗(yàn)艙的培養(yǎng)器皿中，擬南芥、水稻靜靜地生長(zhǎng)著，相機(jī)每小時(shí)拍攝一次，記錄著它們生長(zhǎng)的情況。電磁波將實(shí)時(shí)景象傳回到地面，科學(xué)家一絲不茍地記錄，與地面種植的樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析。

這是2022年中國(guó)太空育種實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)景。太空育種又叫空間誘變育種，方法是用火箭將農(nóng)作物的種子或誘變材料送上太空，利用太空中高真空、微重力、宇宙高能離子輻射、高潔凈等地球上不具備的環(huán)境，誘發(fā)種子的遺傳基因組序列發(fā)生隨機(jī)的、不可控的改變，待返回地面后，再經(jīng)過多代篩選培育，固定其有利的變化，從而選出適合推廣的良種。

太空育種的變異率比普通的誘變育種高出3倍，育種周期比雜交育種短一半，其效果得到各國(guó)科學(xué)家的證實(shí)。它集航天、生物、育種三種科技于一身，是當(dāng)今農(nóng)業(yè)領(lǐng)域最尖端的科技之一。

“春種一粒粟，秋收萬顆子。”種子在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位舉足輕重。在過去的60多年中，科學(xué)家在人造衛(wèi)星、空間站等航天器中進(jìn)行了20多種植物的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。當(dāng)前，太空育種的研究重點(diǎn)已從植物的幼苗階段擴(kuò)展至種子階段，油菜、小麥、豌豆等在太空已完成從種子到種子的實(shí)驗(yàn)。

2022年7月，我國(guó)問天實(shí)驗(yàn)艙升空，并與天和核心艙交會(huì)對(duì)接。它攜帶了擬南芥和水稻的種子，搭載了生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜等科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜。準(zhǔn)備就緒后，航天員給種子注水，開始相關(guān)的在軌試驗(yàn)。

擬南芥和水稻是中國(guó)空間站里的“熟面孔”。2016年10月，中國(guó)航天員乘坐神舟十一號(hào)將擬南芥和水稻的種子送往天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室。在隨后6個(gè)月的時(shí)間里，它們完成了萌發(fā)、生長(zhǎng)、開花、結(jié)果的全過程。擬南芥代表十字花科植物，與青菜、油菜同屬一科；水稻代表禾本科植物，與小麥、玉米同屬一科。吃飯要既有主食，又有蔬菜，中國(guó)空間站培育的植物也是如此。研究發(fā)現(xiàn)，在太空中，植物的生長(zhǎng)方向和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸會(huì)出現(xiàn)紊亂，存在植物開花時(shí)間延遲、開花數(shù)目少、種子結(jié)實(shí)率低、種子質(zhì)量下降等問題。

“稻花香里說豐年?！遍_花是植物結(jié)出種子的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如何利用空間環(huán)境因素調(diào)控植物開花的機(jī)理，是當(dāng)前太空育種研究的重點(diǎn)課題。此次問天實(shí)驗(yàn)艙的擬南芥、水稻等相關(guān)實(shí)驗(yàn)，目的就在于研究這個(gè)課題，尋找在較小的封閉空間中植物生長(zhǎng)效率最大化的可能途徑。成功培育出種子以后，航天員在返回前的10到15天采集種子，冷凍保存，送回地面，供科學(xué)家進(jìn)行后續(xù)研究。

“兵馬未動(dòng)，糧草先行?！碧剿魈胀瑯尤绱恕ｋS著人類對(duì)空間探索的不斷深入，如何因地制宜地在太空進(jìn)行可持續(xù)的糧食生產(chǎn)成為科學(xué)家關(guān)注的問題。當(dāng)?shù)净ǖ南阄讹h在問天實(shí)驗(yàn)艙時(shí)，人類探索宇宙的征程又向前邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

太空育種服務(wù)于未來的航天事業(yè)，更服務(wù)于今日的普通民眾。如今，極端天氣之類的自然災(zāi)害增多，對(duì)農(nóng)作物的種子提出了更高的要求。1987年，我國(guó)首次利用返回式衛(wèi)星搭載小麥、青椒等100多種農(nóng)作物的種子巡游太空，拉開了我國(guó)太空育種研究的序幕。截至2022年，在太空育種方面，我國(guó)已經(jīng)篩選出新材料1200多種，培育出新品種260多個(gè)。高產(chǎn)的小麥、玉米，碩大的青椒、南瓜，美味的西紅柿、黃瓜……許多科研成果已經(jīng)飛入尋常百姓家。