种子到太空发生变异的原因

种子到太空发生变异的原因有真空、失重、强辐射等。太空种子是指将精选的作物种子通过航天飞行器搭载到太空，在天空的特殊环境下发生变化的种子。种子在太空失重的状态下接受宇宙线的辐射，其遗传物质便会发生某种变化。

种子到太空发生变异的原因

太空种子，又名卫星育种，是由国航天工业总公司航天育种中心和中国农科院、中科院合作的项目。

失重、真空、紫外线、磁场等太空环境都会使种子发生变化，目前比较成熟的是蔬菜种子，比如南瓜、油菜、尖椒等。

种子不是到天上绕一圈就可以叫做“太空种子”，走一圈只是其中一步，随后还要进行地面培育、筛选和验证等，一般需要几年时间。

普通的种子到太空转一圈，怎么就成了太空种子？太空育种为哪般？

太空种子，这听起来好像离我们很远，但实际上我们很多人都在享受着太空种子所带来的好处。

有没有感觉近些年来风沙似乎变少了？这都是国家在西部地区积极防风治沙的结果，而防风治沙，种树是必不可少的，而这些用于治沙的树木之中就有太空育种的成果，经过太空育种，树木变得更加粗壮，根系变得更加牢固，固沙效果更加明显。太空育种不仅应用于林业，在农业生产中的应用更为广泛，我们之中的很多人可能都吃过用太空种子培育的粮食蔬果，只不过我们自己并不知道罢了。那么通过太空育种得到的粮食蔬菜与普通的粮食蔬菜有何不同呢？首先一点，太空种子的产量高。

以航育1号水稻为例，它的产量大概比普通水稻增加了10%，而后来出现的华航一号水稻产量更是远胜航育1号。

在小麦方面，通过太空育种培育的矮秆小麦，产量普遍可以超过普通小麦15%。不过只是产量高和个头大是不够的，吃进嘴里的东西最重要的还是营养，而太空育种所得的作物，营养成分也要优于普通的农作物，比如太空育种的青椒，仅维生素C一项的含量就增加了20%。也许你会有所担忧，一般来讲，一种农作物的产量变高、个头变大之后，往往口感也会随之变差，西红柿就是一个例子，那么太空育种是否也存在这样的问题呢？完全没有。

目前所培育出的比较成功的品种有太空黄瓜、天空萝卜以及太空小番茄。

这些太空蔬菜不仅个头大、产量高，而且口感极佳，太空育种可以说是有百利而无一害。正是因为如此，所以早在上世纪70年代，人类就开始有关太空育种的尝试，而我国的太空育种是从1987年开始的，当时进行太空育种所使用的是返回式卫星，先期就完成了70多种植物的太空育种实验。而我国的太空育种迈入新的阶段还要从2006年说起，这一年，长征2号火箭携带8号种子卫星飞向了外太空。在此之前，世界上所有国家培育太空种子都是使用现有的航天器，而8号种子卫星是世界上第一颗专门用于培育农作物的卫星。

我国为何如此重视太空育种？

我国虽然幅员辽阔，但人口众多，所以有些农作物始终依赖进口。举个例子吧，豆腐、豆浆、腐竹等都是随处可见的黄豆制品，但就是这种常见的食品，我们却无法自给自足，我国每年从国外进口的大豆数量都超过了一亿吨，如此大的缺口如何填补？太空育种是一条好出路。那么普普通通的种子，为什么到太空中去转上一圈，回来就变成了太空种子呢？因为太空有着与地球截然不同的环境：强辐射、微重力和高真空。在地球上无法模拟太空环境吗？还真不行。

想要在地球上模拟太空中的强辐射是非常困难的，目前人类所能够使用的模拟方法就是回旋加速器和线性粒子加速器，而这种方法只能产生单能粒子，这与宇宙中的辐射并不相同。

那么微重力总可以模拟吧？目前所使用的模拟微重力环境的方法主要有落塔法、抛物飞行法、水浮法。落塔法是利用自由落体来模拟微重力环境，抛物飞行法则是通过飞机进行抛物线飞行来实现失重，水浮法则是通过调整漂浮器的浮力来抵消重力。这些方法虽然都可以实现微重力，但持续时间不会很长，即便是能够延长失重时间，也无法同时模拟强辐射环境。在地球上模拟真空环境同样很难，通常我们所说的抽真空与宇宙中的真空完全不在一个级别上。

看来太空育种还真就必须把种子带到太空中去，那么为什么在太空环境之下，种子就会发生有益的变化呢？

虽然人类研究太空育种多年，但对于太空环境是如何诱发种子变异的，还不是很清楚，甚至于我们根本不清楚具体是哪些因素对种子产生了影响，所以我们也没有办法人为控制种子的变异方向，只能够将种子带到太空，剩下的就听天由命了。不过有一点是可以放心的，那就是太空种子的安全性问题，太空育种只是利用太空独有的环境促进种子的基因进行重新排序，而并没有人为添加新的基因，所以植物的本质并没有发生变化，目前所培育出的所有太空作物，也没有发现存在任何安全性问题。

为什么把种子送上太空飞一圈再回来，种出来的东西就比较大？

这种方式有一个专业的名称，叫做航天育种！简单了理解就是让返回式卫星带着种子去天上逛一圈，然后再回到地面，然后种出来的作物就能抗倒伏、抗病虫害以及丰产，但其实根本就不是这回事，弄不好种出来又矮又小还死得早，为什么科学家还要把种子送上天去呢？

我们吃的主粮作物都是禾本科植物，吃的蔬菜大都是十字花科，这些都是当年生的留种作物，也就是说头一年开花结果后，这些植物就枯萎死掉了，等到第二年我们再用这些种子种植，当然种瓜得瓜、种豆得豆，所以农民伯伯们都会留长势最好、结果最多，果实最大的那颗作物的种子！

准备留种的丝瓜

但很多时候会发现，种子会越来越差，无论是植株的长势还是产量，品质变差、抗性减弱等等，慢慢就会变得不再适合栽培，一般都是缺乏选择引起，因为每批种子中优劣各不相同，互相授粉，拉低了整体水准！尽管有个别可能会变异变得更优，但却没有筛选出来，导致名落孙山！因此必须要有科学的育种方法！

育种的目的很简单，就是把优质高产的品种筛选出来！尽管目的很直接，但方法却是八仙过海，比如杂交，以亲本双方的优势保留，培育出优秀的品种，或者诱变育种、单倍体育种或者再直接点就是转基因育种等等！

杂交育种

这么多育种方式，以杂交育种为例来说明下育种的过程，杂交育种简单了说利用杂交互补双方的优势，培育出兼具亲本双方的优良品种，但理论上看起来很美的计划，实际操作起来却没有那么理想，因为杂交后的品种可能兼具了双方所有的缺点！

或者具有双方某几个优点，需要经过N次筛选才能选出兼具双方最大优势的品种，但还有可能因为亲本杂交的局限，再也无法提高优势，比如亲本的一项很大的优势没有遗传过来，那怎么办？回交，这种方式在植物界操作起来一点压力都没有，即子一代和亲本杂交获得某一项优势，再通过子一代杂交将其遗传给下一代！

当然也有可能利用多次回交后，再杂交取得优势子一代，看这个过程就非常复杂，而且每次育种都是不是一年也得半年，所以要培育出一个稳定的品种，短则数年，长则十几年！培养出一个稳定品种后才会进入大量育种的阶段！

航天育种

航天育种就是诱变育种的一种，简单的说就是利用太空环境中高真空、微重力、高辐射的环境，利用宇宙射线中的重离子冲击生物细胞，诱导其产生遗传变异，获得新的植株性状！但其实这种遗传变异有好有坏，而育种的工作就是要把这些变异的优良一些的种子挑出来！航天育种不是每颗种子都会发生基因诱变，其诱变率一般为百分之几甚至千分之几，而有益的基因变异仅是千分之三左右。

而且只有一棵还不行，因为种子作物需要授粉才可以，那么一株平庸的植株可能会将它的优势消耗殆尽，到子一代的时候也许变成了隐性遗传，所以尽量挑出优势植株，然后将这些作物杂交留种，然后再根据各自的优势再决定如何杂交和回交，最终挑选出最优秀品种保持形状作为新的品种。

所以从返回式卫星落地开始到新的品种出炉，估计怎么也得三五年，所以航天育种可不是那么好玩的，还需要投入大量的筛选育种工作！

“太空蔬菜”——苦瓜，搭载“神舟六号”遨游太空的蔬菜种子

还有太空育种，其实在地面上也可以模拟，比如在放射性环境中，或者在X射线环境中等等，当然每种方式都有它的优势，比如有时候地面模拟时种子可能会在生长过程中将变异修复，那么当植株生长后将不再具有任何新的特征，所以从理论上看，太空育种还无法完全替代。

甘肃省天水市中国西部航天（太空）育种基地工作人员展示培育的新品种航茄118F1。

无论是杂交育种还是诱变育种，又或者其它方式育种，这些都属于人海战术，漫无目的的瞎猫碰死老鼠，需要做大量的筛选工作，将优势慢慢集中到某一个植株上，由于每一代育种都是一个植物的生长周期，而且大都是一年半载，所以科学家的生命就在漫无目的的等待中被慢慢消耗！

但转基因育种完全不需要这样，可以这样简单比方下，比如两幅扑克牌，每副扑克牌都随机缺少了其中十张，那么我们将两幅扑克牌摊开，将一副牌中缺少的牌去另一副中挑出后重新组成一副完美的牌，或者两副牌都缺某一张牌的话，还可以去隔壁邻居家快要丢掉的一副牌中找一张过来！

转基因干的就是这种目的非常明确的事，因此它的目的性很强，效费比很高，甚至可以将两种生殖隔离的物种利用转基因技术联系起来，因为即使在无法杂交的植物甚至动物间，它们有很多基因都是相同的，毕竟地球上的生物都是在38亿年前由最简单的生命演化而来，这就是转基因可以在不同植物间甚至跨越物种取得优势的原理！

无论你是否愿意接受转基因，它都是未来最有前途的育种方式！