立春已過，海南的鄉(xiāng)野顯露出勃勃生機。在位于瓊海市世界熱帶水果之窗基地的一塊試驗田里，搭乘衛(wèi)星“上天”的1880克熱帶優(yōu)異水果種子，在播種了數(shù)個月之后，嫩黃的新芽兒已鉆出土地，正歡快地生長著。

　　2024年9月27日，海南盛大現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司選送的“壽桃”蛋黃果、“馬加納”馬梅、SD1號無核橄欖、SD1號輕木、SD1號燕窩果、SD1號山竹、SD1號黃晶果等7種熱帶優(yōu)異水果種子，約1880克，乘坐我國首顆可重復使用返回式技術(shù)試驗衛(wèi)星——實踐十九號衛(wèi)星進入太空，在約兩周后返回地面，并已順利“入地”。

　　這則新聞一經(jīng)發(fā)布便得到廣泛關(guān)注。

　　為什么要將種子送到太空“出差”，“旅行”后的種子有啥神奇“能力”？什么樣的種子才能踏上太空之旅？本期海南周刊帶你了解“太空種子”背后的故事。

　　將種子送往太空“出差” 

　　小小的種子，有著蓬勃的力量；浩瀚的太空，有著無窮的奧秘。

　　近年來，越來越多的農(nóng)作物種子或試管種苗被送到太空，利用太空特殊的、地面無法模擬的環(huán)境，如高真空、微重力、宇宙高能離子輻射等的誘變作用，使種子產(chǎn)生變異，再返回地面選育新種子、新材料，培育新品種，這就是航天育種。

　　事實上，我國是世界上掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的三個國家之一，也是首創(chuàng)利用航天技術(shù)進行作物誘變育種的國家。1987年8月5日，我國第九顆返回式衛(wèi)星搭載著精挑細選的小麥、水稻、青椒等百余個品種的農(nóng)作物種子，順利完成了首次“太空之旅”。返回地球后，它們被分發(fā)至各地科研機構(gòu)，并在后代種植中發(fā)現(xiàn)了遺傳變異。經(jīng)過雜交選育，這批種子中培育出了大豆“鐵豐18”、棉花“魯棉1號”等一批獲得國家發(fā)明獎的優(yōu)良新品種。我國航天誘變農(nóng)業(yè)生物育種的探索由此展開。

　　自1987年以來，我國利用返回式衛(wèi)星和神舟飛船，讓上千個品種的種子和生物材料“太空遨游”。

　　我們?yōu)楹我_展航天育種？

　　海南盛大現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司總農(nóng)藝師陳兵告訴海南日報全媒體記者，以前想找到一個新的育種材料，可能要歷時十年甚至二十年，甚至得翻山越嶺尋找自然突變植株，而航天育種具有有益變異多、變幅大、穩(wěn)定快，以及高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟、抗病力強等特點，能在相對短時間內(nèi)帶回大量突變材料，由此成為物理輻射育種的延伸、傳統(tǒng)育種手段的重要補充。

　　有數(shù)據(jù)顯示，航天育種變異率較普通誘變育種高3~4倍，育種周期較雜交育種縮短約1倍，由8年左右縮短至4年左右?？梢哉f，航天誘變?yōu)橛N按下“快捷鍵”。

　　為何來自海南盛大現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司的小小種子能飛上太空？這得益于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部與中國航天科技集團公司等聯(lián)合組織發(fā)射的航天育種衛(wèi)星項目。該項目面向全國征集農(nóng)作物搭載載荷。

　　“在看到征集通知后，我們第一時間準備項目申請所需的材料。最終，成功入選，獲得十分寶貴的上太空的機會。”陳兵自豪地說。

　　一顆“太空種子”如何煉成？ 

　　在經(jīng)歷太空的“考驗”前，種子篩選是航天育種的第一步。在航天工程系統(tǒng)中，載荷容量是極其珍貴的，因此，被選中的種子不僅需要遺傳性穩(wěn)定，還需要綜合性狀好。這些活力強、發(fā)芽率高的種子更適合在新環(huán)境下，以良好的狀態(tài)開啟這一段漫漫旅途。

　　進入太空之后，種子的“奇幻漂流”才剛剛開始。對于種子來說，誘變?nèi)缤?ldquo;開盲盒”——即便是同一種作物，不同的品種，搭載同一顆衛(wèi)星結(jié)果也可能有所不同。

　　太空中的輻射環(huán)境是誘發(fā)植物種子基因變異的主要因素之一。太空中的輻射主要包括宇宙射線和太陽風等帶電的高能粒子。這些高能粒子能夠穿透植物種子的細胞壁和細胞膜，直接作用于DNA分子，導致DNA鏈的斷裂、堿基損傷等。這些損傷在DNA復制和修復過程中可能引發(fā)錯誤的修復或重組，從而導致基因序列的改變和基因突變的產(chǎn)生。

　　當然，除了太空中的輻射環(huán)境，“太空種子”發(fā)生變異的原因還包括真空、失重（微重力）、強輻射等，在多重因素的共同作用下，種子發(fā)生隨機誘變。

　　想成為合格的太空種子，不僅要能“上天”，更要能“入地”，因而整個研究最繁重和最重要的工作是在后續(xù)的地面上完成的。

　　“有多少粒種子，就有多少種可能。”陳兵告訴記者，“正是因為效果未知，這就要求我們認真對待每一粒種子，在不斷地篩選鑒定中，找到效果最好的那一粒。”

　　陳兵解釋，從宇宙歸來的種子還需要在地面經(jīng)過長時間的培育和檢測，進行多輪的篩選和鑒定。在這個過程中，工作人員會鑒定作物實際的生長變化，也會從基因?qū)用嫒z測哪些遺傳物質(zhì)產(chǎn)生了突變，然后將具有優(yōu)異性狀的新材料再進行育種利用，讓遺傳優(yōu)勢得以延續(xù)。

　　種子是農(nóng)業(yè)的芯片，培育出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種，從源頭上保障著國家農(nóng)業(yè)安全。隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展，航天育種也推動著我國種業(yè)實現(xiàn)了新的突破。

　　越來越多“太空種子”在海南扎根 

　　在很多人印象中，航天育種就是“把種子帶上天再帶回來，作物就能豐產(chǎn)、果實就能變大”。其實不然，上了天的種子回到地面還要經(jīng)歷“九九八十一難”，層層篩選最終“勝出”并獲得審定才能成為“太空種子”。

　　在經(jīng)過一段時間的太空旅行返回地面后，只有被宇宙射線擊中且發(fā)生良性基因改變的種子才能被留下。這些回到地球的種子，再經(jīng)過一系列地面培育、篩選和驗證，獲得的新品種往往會具有相對原先品種更加出色的特質(zhì)。

　　事實上，除了熱帶優(yōu)異水果種子，還有許多“太空種子”在海南安了家。

　　2024年11月1日，在?？谂e行的實踐十九號衛(wèi)星返回后海南搭載荷載交付儀式上，一批由水稻、玉米、火龍果、西番蓮等約60個品類、重約50公斤的“太空種子”正式交付海南。

　　其中，同樣落戶瓊海的還有500克遨游太空的瓊海油茶種子。

　　海南油茶是海南的本土特色油料作物，然而長期以來，海南油茶的產(chǎn)量和品質(zhì)提升一直面臨著諸多挑戰(zhàn)。為了打破這一瓶頸，瓊海市熱帶作物服務(wù)中心與海南圣露熱帶農(nóng)作物開發(fā)有限公司攜手合作，希望利用太空特殊的環(huán)境誘變作用，促使種子產(chǎn)生變異，為海南油茶產(chǎn)業(yè)培育更多優(yōu)良品種。

　　此外，經(jīng)歷了太空旅行的玉米、大豆、水稻3種作物種子已在2024年11月20日的三亞崖州灣科技城，順利被隆平生物科研人員播種在試驗田中。這批“太空種子”中，大豆預(yù)計4個月后收獲，玉米預(yù)計3個月后收獲，經(jīng)過繁育后，科研人員將聚焦產(chǎn)量、抗性等方面開展性狀篩選，鑒定有利變異，選育具有優(yōu)異性狀的新材料進行育種利用。

　　相信，在未來，會有越來越多的種子在經(jīng)歷了“太空旅行”后，不斷豐富我們的“糧袋子”“菜籃子”。(海南日報全媒體記者 陳子儀)