河北工大2次选送种子搭借神八神十进行太空之旅

研究人员在实验室环境下培育的太空玉米苗。

　　河北工业大学两次选送种子搭借神八神十飞船进行太空之旅，探索具有太空印记的生命变化—

　　7月16日，经过公证等一系列手续后，河北工业大学生物物理研究所常务副所长耿金鹏博士在中国空间技术研究院，领取了搭借神舟十号飞船进行太空辐照试验的生物育种材料。涉及花卉、蔬菜、水果、农作物等大类的36个品种、共计135克的生物物种，在经过15天太空之旅后，开始走上从太空到百姓生活的新旅途。

　　事实上，2011年，河北工业大学的一批种子就曾搭借神舟八号进行航天育种试验。近日，笔者走进该校生物物理研究所，探究包括仙客来、牡丹、玉米、葡萄、辣椒、茄子等8类58个品种“太空种子”不同寻常的神奇变化。

　　种子上天

　　物种基因变异幅度更大速度更快

　　“这是我们在神舟八号搭载的四季薰衣草种子，别看它的外表和普通种子没有什么不同，但里面基因却发生了不同程度的变化。”7月10日，在河北工业大学生物物理研究所，安海龙博士对他们的“太空种子”视如珍宝。他告诉笔者，去年他们种下了36粒四季薰衣草太空种子，结果发现每一粒种子在株高、花产量、叶型等方面都有不同程度的变异。“我们正对种子进行基因方面的研究，看到底是哪方面的基因发生了变化。”

　　一直在地球上生长、繁衍的生物物种，其形态、生理和进化始终受地球环境影响。“而生物种子一旦通过航天器进入太空，就处于高真空、微重力的环境下。”安海龙说，再加上地磁场俘获的各种宇宙射线辐射，就会对生物种子的生理和遗传性状产生强烈影响，也更有可能产生在地面上难以获得的基因变异。

　　在搭借神八返回的“太空种子”中，张家口农业科学院培育的仙客来花卉变异最为明显。“花色、花型、花朵数量都有很多变化。”安海龙向笔者介绍，有的花瓣变得褶皱，有的一个花朵变成两种颜色；而最为好看的一种变异是每个花瓣都有一条白边，像是给花瓣镶嵌了银线。“另外，邯郸永年农作物研究所的玉米、怀来的葡萄、迁安的百喜草和黄菥草也与普通品种有较多差异。”

　　“航天育种试验中，真空、粒子辐射、微重力和地磁场是关键的空间环境资源。”安海龙表示，地面模拟方式无法全部实现太空的复杂环境。在地面，可以创造条件让物体处于失重状态，也可以通过使用大型核离子加速器等方式让物种处于某一种粒子辐照的状态，但都是单一的，只能先做辐射试验，再做失重试验，很难同时满足多个条件。“而飞船在轨阶段，位于高度在500千米以下的近地空间区域，这一太空区域存在与地球环境具有较大差异的环境要素。”

　　据了解，目前各国科学家已经证实太空环境对植物基因产生影响，但太空环境对植物基因哪些方面产生影响，其诱变机理是什么，一直是个世界难题。“这次我们把神八带回来留档封存的太空种子拿出一部分，搭借神十第二次送上太空。这些种子在太空接受两次微重力和辐射等环境因素作用，肯定会有不同的基因变异，但会变成什么样子，还有待于继续观察分析。”安海龙表示，希望通过这种方式，能够发现其中更多的变化规律。

　　种子落地

　　培育成新品种还需四代

　　“一份放在-4℃的特制冰箱里留存，一份送到育种基地进行培育。”7月16日，安海龙把刚刚领取的搭借神舟十号飞船的生物物种，按照每一个品类分成了两份。

　　虽然航天工程育种能在相对短时间内诱变、创造大批变异材料和品种，但安海龙说，上天只是第一步，随后还要经过农业专家几年的地面培育、筛选和验证。

　　目前，他们已经和迁安市政府、河北农业大学、张家口市农业科学院、永年县农作物研究所、怀来县夹河葡萄专业合作社等单位合作，建立了6个航天育种培育基地。搭借神舟八号飞船的“太空种子”正在各个基地进行培育试验。

　　“进行航天育种要经过严格筛选。我们一定要选择适合我省种植、能产生较大社会经济效益的种子进行搭载。”在这次选择神州十号飞船搭载物种时，安海龙征求了培育基地的意见，对物种进行了更换。“因为迁安盐碱地多而且一些尾矿需要绿化，我们就根据迁安的提议选择了酸枣种子。如果能培育出适应性强、能在这种贫瘠的土壤环境下成活的酸枣新品种，将能带来巨大的经济和社会效益。”

　　据介绍，通过飞行器搭载回来的种子叫作第一代种子，安海龙说：“第一代植株有时也会表现出一些生理变异性状，但科研人员只是观察记录下来，不做任何筛选。”经过第一代所收获的种子全部再种下去，长出来的叫第二代种子。安海龙解释,“由于变异是随机的，有的变好，有的变差，可以根据育种目标进行定向选择。比如筛选变矮秆的，以便增强抗倒伏性能；筛选穗子变大的，以提高产量；筛选变早熟的，以提早收获期等等。”

　　安海龙介绍，第三代种子主要是稳定性观察，将第二步筛选的种子继续播种，查看这些突变性状是否真正能够稳定遗传。第四代是群体比较和异地试种，对具有遗传稳定性的种子进行一定规模的群体比较试验，以及多省市异地试种鉴定，以确定其在不同环境下是否都能表现出优良性状。

　　“目前，太空种子的变异还在培育观察阶段，因为太空物种所有变异都有‘返祖’现象，第一代作物的新特征，到第二代作物的时候又恢复了普通特征。”安海龙表示，根据他们的研究，一般“辐射育种”作物，经过四代种植，变异的特征基因就能延续下去。

　　根据以前的成功经验，安海龙介绍，航天育种使物种基因变异的幅度更大、类型更丰富。经历太空育种技术选育的品种，不仅植株明显增高增粗，果型增大，产量增加，而且作物机体也更加强健，对病害的抗逆性特别强。“不仅如此，航天育种还使育种周期大大缩短。”安海龙以玉米为例向笔者介绍，运用普通育种方式培育一个新品种至少需要10年时间，而采用航天育种时间可减少一半，由10年缩短至5年左右。“我们正在努力研究，相信很快就能培育出河北自己的太空新品种。”

　　太空果蔬

　　不是转基因可安全食用

　　随着我国对太空认识和探索的加深，航天育种正悄然走进寻常百姓的生活，让我们不知不觉享受着这些太空探索带来的“福利”。据了解，我国从1987年开始将蔬菜等农作物的种子搭借卫星上天，相继进入太空的生物物种达50个大类、400多个品种。如今，一部分通过航天育种培育的青椒、樱桃、番茄等果蔬，还有水稻、玉米等作物，开始走上人们的餐桌。“航天育种生产出的水果、蔬菜看上去更大更粗，口味也与普通水果、蔬菜不同。这些食品是不是转基因食品?食用后会不会不安全？”笔者发现，公众在对航天育种产品感兴趣的同时，也对其安全性有些疑虑。

　　“大家对航天育种产品安全顾虑主要有两个，一个是辐射问题，一个是转基因问题。”安海龙明确表示，航天育种产品不是转基因产品，而且辐射残存几乎为零，完全可以安全食用。

　　安海龙介绍，一些太空蔬菜的营养或许比传统的高一点，这可能是选种子时会有意识地选择营养价值比较高的种子。但是高的产量和高维生素含量，通过其他的方法也是可以育种的。包括传统的、生物技术、航天诱变、核辐射诱变等，太空诱变只是诱发基因改变的多种方法之一。“航天育种不是用人工手段将外源基因导入作物中使之变异，而是通过太空辐射让作物本身的染色体产生缺失、重复、易位、倒置等基因突变，这种变异在本质上和生物界的自然变异并无区别，只是改变了时间和频率而已。”安海龙表示，太空育种只是加速和丰富了生物界需要几百年甚至上千年才能产生的自然变异。而转基因是将一个物种的基因移植到另一个物种中去，比如将花生的基因转移到大豆中去，使大豆油有花生油的口感。而经过航空育种的水稻依然是水稻、青椒依然是青椒，并无外来物种基因导入与整合，物种没有发生本质的变化，所以太空育种与转基因有着根本的区别。

　　此外，担心“太空菜”有辐射也完全没有必要。“确实太空中宇宙射线的辐射较强，但这是生物物种发生基因变异的重要条件。除了太空育种之外，辐射也是地面育种中的一种常用手段。”安海龙说，辐射对于作物的影响仅仅是射线穿透，而作物种子本身，几乎没有放射性物质残留。而且“太空种子”还要在地面再进行四代培育，所以担心“太空菜”有辐射完全没有必要。

关键词：神十,太空育种,河北工业大学