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“天上一天,地上一年。”
陕西省航天育种工程技术研究中心科普部部长杨勇常用这句话向他人解释航天育种。意思是,种子在太空待上几天,诱发的基因变异,靠地面常规手段可能需要上百年才能实现。
这句话还有另一层含义:种子可能只要在太空待三五个月,它回到地面后,一场漫长的“选拔赛”才刚刚开始。
1987年,中国首次将水稻、辣椒种子送上天再接回来。截至2025年末,已累计培育出700余个航天育种新品种,年增产粮食超20亿公斤,创造直接经济效益逾千亿元。
为了让你收集的能量发挥更大作用,蚂蚁森林正在和陕西省航天育种工程技术研究中心合作,推动更多种子去太空出差进修,让它们长大后能更好适应在沙漠里的生活。
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太空搭载的仓颉庙柏树
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挨完“锤”还得考试
种子上天之前,都是地面选育的好材料。上去之后,发生的事会比人们想象的“暴力”得多。太空里有宇宙射线,质子、中子、重离子直接穿透种子细胞,撞击细胞核里的DNA链条,造成断裂、错位、碱基缺失,甚至整段基因重组。
微重力又在旁边“帮忙”——地球上细胞分裂习惯了恒定重力,到了失重环境,染色体更容易出乱子,突变概率进一步抬高。
杨勇打了个比方:“上了太空,就像有人拿一把小锤子,不停敲打种子的遗传密码。”自然状态下,植物基因突变的概率大约是百万分之一。航天诱变能把这个概率提升到千分之几甚至百分之几。
但“加速”不等于“速成”。真正对人类有用的正向变异,占比往往不到5%。
所以,并不是种子上了太空,回来就能种出新品种。事实是,一百颗上天的种子里,也许只有两颗发生了变化,即便是那两颗“中了奖”的,变化也是随机的。“有可能变好,有可能变坏,有可能变得多,有可能变得少。”国家航天育种工程首席科学家刘录祥把这比作“拆盲盒”。
这就意味着,科研人员必须在成千上万株植物中,一代一代种、一代一代看、一代一代淘汰。种子上天后,在地面选育一个成熟品种,产量、抗性、品质要层层过关,草本植物选育两到三年能出成果,木本植物起步就是五到十年。
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以前种子“出差”还要排队
选育慢,搭载难。航天育种这件事,中国已经做了近四十年。
1987年首次将水稻、辣椒种子搭载返回式卫星,那时候能上天的材料少,搭载机会更少。很长一段时间里,育种家们排着队等国家任务——神舟飞船、返回式卫星,每次能带的种质资源极其有限。
转折发生在2022年,商业航天正式起步,发射频次上来了,搭载成本也往下走了。过去航天育种只能“蹭座位”,如今商业航天器提供了更灵活、也更便宜的通道,搭载从“等安排”变成了可以主动规划的常规操作。
2024年10月,中国首颗可重复使用返回式技术试验卫星实践十九号成功回收,搭载了350公斤育种载荷,约为2006年实践八号育种卫星208公斤的1.7倍。目前,陕西省航天育种工程技术研究中心已经把600多份植物材料送上了太空。
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但“上得起天”只是第一步,最早的航天育种,纯粹是“碰运气”——把种子送上去,回来看看变了什么。而今天,育种逻辑已走向了“设计诱变”。种子上天都带着清晰的目标:想要耐旱就盯着耐旱性状选,想要抗病就在抗病材料里找。
截至2025年末,我国已累计培育出700余个航天育种新品种,年增产粮食超20亿公斤,创造直接经济效益逾千亿元。鲁原502小麦累计推广近1亿亩,是航天育种中单一品种推广面积最大的农作物。在陕西米脂,“米谷”系列品种抗病率提升了30%,带动全产业链产值达到22亿元。
一粒种子的“上天”之路正变得越来越简单,“下凡”之路则变得越来越精准。
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太空种子“下凡”后干了什么?
2024年9月,一颗云杉种子被搭载上“实践十九号”卫星。那之后,它被送到了青海。
云杉是防沙固沙的优良树种,但青海草原退化后形成的沙化地带,对树种的耐寒性和耐旱性要求极高。目前,这颗种子还在选育中。若它能选育成功,将有望为青海高寒沙区提供兼具耐寒、耐旱能力的本土化固沙树种,也为航天育种在高原生态修复中积累关键数据。而另一边的沙漠里,好消息已经来了。
搭载“实践十九号”卫星的荒漠肉苁蓉“太空种子”,在内蒙古阿拉善盟额济纳旗完成了首批试验植株开花。实测数据显示,太空种子的营养生长期仅为338天,比传统种子缩短了将近一半。
肉苁蓉的突破并非孤例。在西藏山南市海拔4600米至5600米的高寒地带,过去“寸草不生、牦牛能饿死”,如今太空食叶草、太空寒菊等品种已在此试种成功;在新疆,3000株太空牧草苗株也在实验基地“安家落户”,可用于盐碱地改良和沙化土地治理。太空种子正在最艰苦的地方,一处一处扎下根来。
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“成活”的太空樟子松
但“能活”只是第一步,从“几株开花”到“成片扎根”,才是更大的考验。
在蚂蚁森林,这样的规模化探索已经开始。陕西省航天育种工程技术研究中心正尝试把航天育种成果接入生态种植体系。他们带去的太空樟子松、云杉、文冠果等品种,有望在蚂蚁森林落地。过去十年,树友们累计种下超过7亿棵树。如果这些“上过天”的种子能规模化种下去,航天育种的生态效益将被放大到全新的量级。
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当太空种子在沙漠、高原、盐碱地站稳脚跟,航天育种的收益也逐渐走出实验室,飞入寻常百姓家。
在陕西靖边,文冠果让2.3万亩沙化土地披上绿装,曾经的生态伤疤变成了陕北最大的连片文冠果基地。叶子制养生茶、果仁榨高端油、果壳变活性炭,带动2000多户农民拿到“土地流转金+务工薪金+效益分红”三重收益。
在青海西宁湟中区,一座太空植物博览园让这里从偏远山村变成了国家级4A景区。400多斤的太空大南瓜,各种颜色的牵牛花,形状奇特的葫芦,吸引众多游客前来打卡;黑枸杞做成芽茶出口韩国,太空火焰参做成饮品。航天育种在这里长出了一个“农业+文旅+大健康”的产业链。
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太空巨人南瓜重达400余斤
太空种子“下凡”后,就这样在一代代人的接力培育下,被种回大地,在最难活的地方扎根,在最需要产业的地方开花,在普通人的账本上结果。这不仅是田间地头的故事,市场数据也给出了印证:2025年全球太空育种市场规模约5.5亿美元,预计2032年将达到12亿美元,年复合增长率超过11%。
文字 | 邱雨茜
编辑 | 邱雨茜
审核 | 梁应杰 陈欣文
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