稻花香飄問天艙

趙君鵬

在問天實驗艙的培養器皿中，擬南芥、水稻靜靜地生長著，相機每小時拍攝一次，記錄著它們生長的情況。電磁波將實時景象傳回到地面，科學家一絲不茍地記錄，與地面種植的樣本進行數據對比分析。

這是2022年中國太空育種實驗的場景。太空育種又叫空間誘變育種，方法是用火箭將農作物的種子或誘變材料送上太空，利用太空中高真空、微重力、宇宙高能離子輻射、高潔凈等地球上不具備的環境，誘發種子的遺傳基因組序列發生隨機的、不可控的改變，待返回地面后，再經過多代篩選培育，固定其有利的變化，從而選出適合推廣的良種。

太空育種的變異率比普通的誘變育種高出3倍，育種周期比雜交育種短一半，其效果得到各國科學家的證實。它集航天、生物、育種三種科技于一身，是當今農業領域最尖端的科技之一。

“春種一粒粟，秋收萬顆子。”種子在農業生產中的地位舉足輕重。在過去的60多年中，科學家在人造衛星、空間站等航天器中進行了20多種植物的培養實驗。當前，太空育種的研究重點已從植物的幼苗階段擴展至種子階段，油菜、小麥、豌豆等在太空已完成從種子到種子的實驗。

2022年7月，我國問天實驗艙升空，并與天和核心艙交會對接。它攜帶了擬南芥和水稻的種子，搭載了生命生態實驗柜、生物技術實驗柜等科學實驗柜。準備就緒后，航天員給種子注水，開始相關的在軌試驗。

擬南芥和水稻是中國空間站里的“熟面孔”。2016年10月，中國航天員乘坐神舟十一號將擬南芥和水稻的種子送往天宮二號空間實驗室。在隨后6個月的時間里，它們完成了萌發、生長、開花、結果的全過程。擬南芥代表十字花科植物，與青菜、油菜同屬一科；水稻代表禾本科植物，與小麥、玉米同屬一科。吃飯要既有主食，又有蔬菜，中國空間站培育的植物也是如此。研究發現，在太空中，植物的生長方向和營養物質的運輸會出現紊亂，存在植物開花時間延遲、開花數目少、種子結實率低、種子質量下降等問題。

“稻花香里說豐年。”開花是植物結出種子的關鍵環節。如何利用空間環境因素調控植物開花的機理，是當前太空育種研究的重點課題。此次問天實驗艙的擬南芥、水稻等相關實驗，目的就在于研究這個課題，尋找在較小的封閉空間中植物生長效率最大化的可能途徑。成功培育出種子以后，航天員在返回前的10到15天采集種子，冷凍保存，送回地面，供科學家進行后續研究。

“兵馬未動，糧草先行。”探索太空同樣如此。隨著人類對空間探索的不斷深入，如何因地制宜地在太空進行可持續的糧食生產成為科學家關注的問題。當稻花的香味飄在問天實驗艙時，人類探索宇宙的征程又向前邁出了堅實的一步。

太空育種服務于未來的航天事業，更服務于今日的普通民眾。如今，極端天氣之類的自然災害增多，對農作物的種子提出了更高的要求。1987年，我國首次利用返回式衛星搭載小麥、青椒等100多種農作物的種子巡游太空，拉開了我國太空育種研究的序幕。截至2022年，在太空育種方面，我國已經篩選出新材料1200多種，培育出新品種260多個。高產的小麥、玉米，碩大的青椒、南瓜，美味的西紅柿、黃瓜……許多科研成果已經飛入尋常百姓家。