一顆上過天的種子返回地球後要經歷什麼

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1987年8月5日，隨著我國第九顆返回式科學試驗衛星的成功發射，一批水稻和青椒等農作物的種子被送向了遙遙天際，這是我國農作物種子的首次太空之旅。雖然當時搭載作物種子的目的並不是為了育種，但是科學家們在實驗中無意發現，上過天的種子中發生了一些意外的遺傳變異，因此人們開始考慮利用這種方式進行農作物航天育種。

航天育種，即太空育種，也稱空間誘變育種，就是將農作物種子或試管種苗送到太空，利用太空特殊的、地面無法模擬的環境(高真空、宇宙輻射、宇宙磁場、高潔凈)的誘變作用，使種子產生變異，再返回地面選育新種子、新材料，培育新品種的作物育種新技術。

太空育種具有有益變異多、變幅大、穩定快，以及高產、優質、早熟、抗病力強等特點。其變異率較普通誘變育種高3-4倍，育種周期也大大縮短。

然而種子的「太空之旅」只是航天育種過程中的一部分。不光種子上天之前要精心「選拔」，上天「鍍金」的種子返回地面後，航天育種專家還要進行艱苦的地面選育過程。一批太空作物種子從落地到新品定型需要至少4年，完全是一條從金礦石中提煉黃金的歷練之路。接下來，我們為您詳細解讀「種子金礦」的開採過程。

一顆種子的飛天之路

「種子篩選」是航天育種的第一步，科學家們儘可能地把最好的種子挑選出來，並且對種子變異方向加以引導。

地面選種

種子選好了，接下來是航天育種的第二步——「太空誘變」。遨遊於太空特殊環境中的植物種子，在無處不在、無時不有的強大宇宙射線的持續轟擊下，雖然外表看不出有什麼變化，但其內部微觀尺度細胞中的基因片段、蛋白質、生物電等，很容易發生各種各樣的異變。在這個過程中，還需要依靠電腦控制或由航天員操作，不僅對種子的生存狀況隨時加以監測，還要計算航天器角度、地球位置、太陽方向、距地高度等各種具體的細節問題，以保證在有限時間內儘可能與更多的宇宙射線發生「交集」，受到更強烈的射線「轟擊」。

搭載飛天

雖然變異後的種子所佔比例不大，但是價值意義極大；雖然有益變異率並不高，但也遠遠超過地球金礦中的黃金含量。當一批批種子結束太空之旅，回到地面時，就相當於是一座座黃金富礦回到地面，就等「開採」了。

艱苦而漫長的地面選育

種子們安全返回地面後，又回到了航天育種科學家們的手中。然而，這才是萬里長征的開始。接下來的工作，才是真正艱苦而又漫長的，航天育種的第三步，即「地面選育」。

返回地球

具體到某一粒種子，在太空巡遊的過程中，究竟有沒有受到足量的射線照射，有沒有發生變異、發生了何種變異，誰都不知道。如果運用現代生物高科技，把每粒種子都打開來，把它們的DNA和攜帶的基因都放大了察看一遍，再與沒有上過天的同一批種子對比一下，那倒是能夠得出一些結論。但是，這顯然就把上過天的種子給破壞掉了，而且關於植物種子的生物技術研究也沒有達到對每一條DNA、每一個基因段反映什麼信息，都了如指掌的程度。

那怎麼辦呢？辦法只有一個，就是把種子播到土壤中，幫助它們發芽、成長、開花、結果，然後再與其普通同類相比較，看看究竟有沒有變化、什麼樣的變化。這項工作之所以艱苦而又漫長，是因為它是以「年」為單位而不是以天、月為單位進行的。從種子播下後的那一刻開始，往往要持續好幾年。這是一個需要高度專業知識和極強耐心、細心的過程。一粒太空種子入土後，出苗速度、生長情況，包括全株的莖、稈、須、葉、花、果，每一個要素、每一步變化、每一點不同，都要轉化為精確的科研數據，記錄下來。

地面實驗室反覆培育初選

這還只是第一年的工作。針對一批太空種子的出苗、發育、成熟情況，逐粒逐粒、一株一株地相互對比，而且是一個數據一個數據地巡迴對比，然後在這一批種子的第一代後代中，再次選出更強更好的來。因為，哪怕是同一批在太空中同時發生好的變異的種子，在地面發芽、成長、成熟的過程中，依然不是平均的，同樣也會出現有好有差的明顯差異。這些種子被收集起來，來年再種、再次觀察。

為何還要再次觀察？這是因為，植物種子發生變異，而且將優秀品質成功遺傳給第一代後代後，並不能說明這批種子就可以作為成熟穩定的新品種，向全國推廣了。於是，同樣的工作還得繼續。一共要幾年？按照現代農業科技的實驗規律，平均每一類種子都需要四年。也就是說，上述從播種到收穫、優中選優的工作，要反覆進行四輪。

大田反覆培育篩選直到定型推廣

在此期間，有時還要再次對種子進行高空氣球輔助照射、地面強輻射實驗室再次照射等各種「加強性」的補充工作，有時還要像勤勞的蜜蜂那樣極其精心地進行同類植株之間的授粉，促成其實現「自交」，否則便沒法得到下一代種子。哪怕是對已經證明「不行了」，只能忍痛淘汰掉的種子或植株，也不會一丟了之，而是要以同樣認真負責的態度，從根到莖、從葉到須、從花到果，測量、化驗、分析、對比，力求找出其「敗亡」的真正原因。

到第四年，如果真正確認一批太空種子的好的變異，都成功地保留下來了，進入穩定狀態了，能夠連續四代向下遺傳了，這些種子才能真正脫離科技實驗室層面，成為農業實踐意義上的「新品種」。

沙海拾金 光芒璀璨

如大浪淘沙般，歷經千挑萬選保留到第四代的種子，普遍都具有遠遠超過它那未曾上過太空的普通「祖先」的優異品質，有的產量高，有的出油多，有的特強壯，有的更好看，有的更好吃，有的更環保，等等。

要知道，每個類別的太空種子，都不是一粒，而是一批；出苗後也不是一株，而是一片。每次返回地球的種子，也都不是一類，而是很多類。對其中的每一粒、每一株，都要像這樣如撫育嬰兒般精心對待，連續數年優中選優，這是多麼繁雜的工程啊！

在軌飛行

所以，每一個擔負地面選育任務的航天育種科技產業基地、示範園區、試驗田，都是一個巨大的新種選育「實驗室」，裡面有大量不同品種的太空種子，在露天或室內環境中，在科學家們的精心照料、嚴密觀察、測量計算中，生長發育、開花結果。為了讓種子們將來能夠適應全國更多地區的氣溫、土質、水情等各種條件的不同，還要盡量讓太空種子們在貼近自然的環境中生長。也就是說，太空種子和它們的後代太空植物也罷、與它們朝夕相處的航天育種科學家們也罷，都是不分寒暑甚至風雨無阻地在努力拚搏著的。

驚世駭俗的「番茄部落」（太空西紅柿）、「南瓜霸王」（太空南瓜），以及目前遍布全國各地的數不勝數的太空種子、太空植物、太空農田、太空花園，離不開艱辛而漫長的地面選育工作，離不開航天育種科學家們的艱苦付出！

來源：太空夢想

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