外太空飛回新寶貝？這項技術竟是農業進化的加速器

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導語：神舟十三號返航時爲我們帶回了一些“太空寶貝”——12000顆左右種子，承載着諸多科學家希望，成功落地，讓我們一起探索下中國的太空育種技術吧。

一、神奇的太空育種

太空育種，也被稱爲航空育種，即在太空環境中誘發種子變異，從而讓種子能夠加速進化，獲得更優秀的基因，更好地爲人們所用。太空育種最關鍵的就是太空所提供的特殊環境，那究竟特殊在哪呢？

1.微重力

中國空間站在距離地球約400千米的軌道上運行，空間站處於失重狀態，地球引力作用明顯下降。空間站圍繞地球運轉，主要受地球引力和空間站運動狀態的影響。

爲滿足微重力的試驗要求，需要調整運動狀態，保證地球引力等於空間站圍繞軌道運行向心力。同時，爲了避免瞬態干擾，在微重力試驗中避免空間站進行變軌、姿態調整、交會對接與艙段分離等動作，航天員運動活動控制在一定範圍內，並且對存在較大振動干擾設備採用隔振設計 [1]。

2.強輻射

空間站在運行過程中主要受到輻射包括：銀河宇宙射線、太陽宇宙射線、地球輻射帶輻射。其中，銀河宇宙射線受到屏蔽作用影響有限，太陽宇宙射線發生頻率較低，地球輻射帶輻射是空間站主要的輻射源。

地球輻射帶是被地磁場俘獲的高能帶電粒子區域，帶電粒子在地磁場作用下產生複雜運動而形成。磁場俘獲帶中的高能粒子與空間站作用，包括與艙壁、艙內物資設備和人員相互作用， 誘導產生的中子、核碎片或其他各種繼發和次級輻射，正是這些帶電粒子對搭載於航天器中的生物體產生輻射影響。

3.高真空

空間站具有高真空特性，能夠爲育種提供“純淨”的培養環境。由於缺乏足夠的氧氣，這樣就能夠減少地球實驗室所存在的細菌、微生物等影響，從而提升育種的質量，按照科學研究的目的進行種子培育。

二、太空育種的關鍵技術需幾“櫃”

爲了挖掘太空育種的潛力，通過開發關鍵設備和育種技術，能夠進一步提升實驗能力，爲科學研究不同環境提供支持。其中，太空育種關鍵設備包括以下幾個實驗櫃：

1.變重力實驗櫃

地球地面的重力加速度爲9.8m/s2，在地球試驗將會始終受到重力影響。空間微重力環境不受重力影響，可以根據試驗需求模擬不同重力加速度，範圍爲0-19.6m/s2，這就需要邊重力科學實驗櫃。

其主要結構爲左右兩側的離心機，其直徑達到900mm，並且直徑目前全世界最大。根據外觀就可大致看出其原理，即利用高速旋轉產生離心力，從而模擬重力加速度，通過改變速度，也就能改變所模擬的重力加速度。

2.生命生態實驗櫃

該櫃實際上就是一個人工構建的生態系統，能夠提供光照、二氧化碳、溫度、營養等動植物生存的條件，保證動植物能夠正常的成長髮育。由於太空的微重力和輻射作用，在生命生態實驗櫃就能夠研究太空特殊環境的影響。

3生物技術實驗櫃

生物技術實驗櫃主要是支持開展以生物細胞培養和組織構建、空間蛋白質結晶、蛋白與核酸共起源、空間生物力學等生物技術及應用研究，關注細胞、生化、分子等生命科學尖端學科。該實驗櫃以微觀分子進行探索分析， 能夠從本源研究天空中生物技術。

三、太空育種安全嗎？

從原理講，太空育種屬於內源基因改良，也就是提供外部變異環境，由種子DNA進行突變和重組。與袁隆平院士在野外發現具有高產量的水稻種子一樣，只不過太空育種是採取人爲干預措施，不像水稻育種是依靠大自然被動選擇。因此，太空育種從理論上分析非常安全。

種子在天空完成誘變僅是第一步，而返回地面擇優培育同樣重要。需進行至少三代的地面培育，經歷4到8年甚至更長時間，結合生物優選方式，經過多代篩選、淘汰、試種、審定，能夠表現優質基因並且遺傳穩定，才能夠進一步進行研究應用，最終通過所有的環節，才能成爲進入市場的新品種。

可以看出，地面擇優培育需要長期選擇，設置有嚴格的審覈標準，只有滿足要求品種才能真正進入市場。日常生活中，太空育種食品已經非常普遍。正是太空育種足夠安全，能夠提供口感更優、生長特徵更優的種子，從而進一步培育優質的作物。

結語：

太空育種是高科技發展的結果，在中國航天技術的快速發展下，利用太空環境發展農業，提供更具優勢的產品，更好地爲人類服務，有着重要的意義。未來，將會有更多的種子送上太空，形成新的“寶貝”，爲人類生存和發展提供支持。

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