在太空中生长的植物,绿豆为什么被带上太空

那是太空育种

太空育种即航天育种，也称空间诱变育种 ，是将作物种子或诱变材料搭乘返回式卫星或高空气球送到太空，利用太空特殊的环境诱变作用
，使种子产生变异，再返回地面培育作物新品种的育种新技术。

科学家认为 ，太空育种主要是通过强辐射
，微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植物种子的基因变异 。由于亿万年来地球植物的形态、生理和进化始终深受地球重力的影响，一旦进入失重状态 ，同时受到其他物理辐射的作用
，将更有可能产生在地面上难以获得的基因变异。综合太空辐射 、微重力和高真空等因素的太空环境对植物种子的生理和遗传性状具有强烈影响，但是究竟主要是哪些因素产生影响 ，以及如何产生影响
，至今还没有定论
。

经历过太空遨游的农作物种子，返回地面种植后 ，不仅植株明显增高增粗
，果型增大，产量比原来普遍增长而且品质也大为提高。

太空环境对植物基因产生影响已经得到各国科学家的证实 。但是对太空育种原理的解释仍在争论之中
。

太空育种：也称空间诱变育种 ，就是将农作物种子或试管种苗送到太空，利用太空特殊的、地面无法模拟的环境(高真空
，宇宙高能离子辐射，宇宙磁场
、高洁净)的诱变作用 ，使种子产生变异
，再返回地面选育新种子、新材料，培育新品种的作物育种新技术。太空育种具有有益的变异多 、变幅大
、稳定快 ，以及高产、优质 、早熟
、抗病力强等特点 。其变异率较普通诱变育种高3-4倍
，育种周期较杂交育种缩短约1倍，由8年左右缩短至4年左右
。

目前 ，世界上只有美国、俄罗斯 、中国成功地进行了卫星搭载太空育种。我国是1987年开始将蔬菜等搭载上天的 。

太空育种是集航天技术
、生物技术和农业育种技术于一体的农业育种新途径
。是当今世界农业领域中最尖端的科学技术课题之一
，通过已进行的太空农业试验，植物、动物等生物体的许多特性奥秘被揭示。目前 ，世界上只有美国 、俄罗斯
、中国三个国家拥有返回式卫星技术 。在这方面
，中国走在世界前列
。

为什么要进行太空育种

人类一直有探索太空的梦想，除了自身进入宇宙环境 ，也尝试往太空引入不同的物种。其中，植物就是重要的成员 。从20世纪70年代开始
，人类就做好了在太空栽种植物的准备。目前进行的太空植物栽培活动，主要在近地轨道展开
。那么 ，适应了地球生态系统的植株
，在微重力的太空环境中，会有怎样不同的生命过程呢？

科学家发现了一系列奇妙的现象。

首先 ，地球上的生物都受地球引力的影响 。对于植物而言
，植物垂直于地面生长，茎段向上 ，根段向下
。哪怕将植物横向放置
，也会出现茎向上弯曲、根向下弯曲的生长现象，这种现象叫作植物的向重力性 ，也叫向地性。

不过
，对于在宇宙飞行器上的植物，它们接受的重力环境不到地面的万分之一 。微重力对于植物的生长就没有方向性的指引 ，一旦植物感受不到光照等外界环境的影响，那么它的生长就会出现一种不定向生长特点
。为了让植物可以辨识方向
，科学家采用独特的实验装置：植物被固定栽种在琼脂这样的基质中，从而保证植物可以按序生长。

重力的作用不仅体现在生长方向上 ，还体现在非常重要的繁衍过程中 。在地球上
，重力可以轻而易举地让花粉扩散在雌蕊柱头上，从而开启授粉和受精事件
。不过 ，在微重力和失重情形下
，扩散的花粉大多会飘浮在空中，很难留在柱头上。即便有花粉在柱头散落 ，也会因为花粉粒数量稀少而导致花粉萌发率降低
，拖慢了花粉管的伸长，从而影响植物培养下一代 。要想解决这一问题 ，研究者可以在植物培养箱中添加气流系统
。通过上述装置
，种子就可以完成正常的发芽 、生长和开花等过程。

总体而言，水分传导和气体交换等特性在空间微重力下与地面有诸多差异 ，因此，在太空植物栽培过程中
，曾出现根系过涝和缺氧现象 。那么，在太空微重力的环境下 ，植物能否完成相应的发育过程呢？到目前为止
，科学家采用拟南芥（一种生物学中的经典模式植物），在空间站完成了多次种子生长、繁殖
、发育实验。由此可知 ，如果培育条件适当
，那么植物就可以正常地完成发育的全过程
。除了模式植物拟南芥，目前已经有四十多种植物进入太空 ，包括洋葱、生菜等食用级植物和兰花 、玫瑰等观赏级植物
，它们在各种太空植物栽培设施中，陪伴人类走出地球。不过 ，这并不是终点 。在未来
，科学家将继续突破，期待为宇航员建立一个“太空农场 ” ，从而实现自给自足的食物来源
。毕竟，未来人类探索星际活动会朝距离更远
、时间更长的方向前进
，对于物质和能源的需求不能只依赖地球供给，因此 ，植物在未来物质循环系统中会成为重要的一环
，科学家也会朝这个方向迈出更坚实的一步。

太空育种的原因是无法在地面模拟太空环境 。我们都知道宇宙中有很多离子辐射线和空间磁场，这些都是地球无法模拟的
。而且 ，高真空和干净的宇宙环境也会让种子产生一些变异。因此
，航天水稻培育的新品种具有变异大、幅度大 、稳定性快
、产量高、品质好 、早熟
、抗病性强的特点 。

这种水稻品种回地栽培后能有效缩短杂交育种周期
。比如航天诱变育成的水稻新品种于航1号，植株比正常低14厘米左右 ，生长周期缩短13天
，同时产量可提高5%~10%。植株矮可以增强水稻的抗倒伏能力，而生长周期短可以减少温差 ，提前收获
，提高产量 。

这些优势之所以在突变是来自太空，是因为太空中的辐射强度远高于地球 ，在微重力和高真空环境下，种子的基因会产生很大的变异
。毕竟在地球上生长了上亿年的植物
，无论是形态、生理还是进化，都是受到地球引力的影响。

一旦进入失重状态并受到其他辐射影响 ，可能会出现一些在地面环境中难以产生的遗传变异行为 。通过专家的研究和培育
，可以提取出其中的有效和有用部位，经过深入分析 ，可以获得更高的产量和更好的品质。

嫦娥五号“太空稻”迎来收割：

7月9日上午
，夏日炎炎，稻香飘飘
。在华南农业大学实验基地的大田里 ，华农国家植物航天育种工程技术研究中心副主任郭涛和航天育种中心副研究员 、实验室主任王加峰正在田里收割水稻。

不久后的秋季
，这批“中国天稻
”的后代将在实验室里开始育秧，并被移栽到大田里；未来几年 ，它们会在广东的土地上继续自己的世代繁衍
，纯化优良性状，有望成为100%中国原创的水稻新品种 。