近日，我國成功發射首次火星探測任務“天問一號”探測器，開啟火星探測之旅，邁出我國行星探測第一步，火星探測也成為網絡熱詞，備受關注。

"天問一號"火星探測器(圖片來自網絡)

上一次火星“大火”還是科幻電影《火星救援》熱播的時候。劇中，宇航員馬克孤立被留在火星上。飛船損毀，補給不足，孤立無援，為了能在這個荒涼的紅色星球上活下來，馬克以糞便為肥料，種起了土豆，彌補供給不足，等待奇跡的到來。

很多網友會好奇，為什么飛船中會備有土豆?其實，這些土豆本來的作用是實驗材料，攜帶土豆進入太空是為了進行“太空育種”實驗。那么，什么是太空育種呢?

什么是太空育種?

太空育種即航天育種，也稱空間誘變育種，是航天技術與生物育種技術相結合的產物。聽起來似乎種子只要上天轉一圈回來，植物就一定能長得特別大、營養特別豐富。其實事情可沒那么簡單。

有人說，太空種子就是把普通種子送往太空，使其在太空中的獨特環境下進行變異的育種。其實，太空種子這個稱呼并不“簡單”，它有著嚴格的定義。

太空育種流程示意(圖片來自網絡)

首先要進行種子篩選，這是太空育種的第一步，帶上太空的種子必須遺傳性穩定、綜合性狀好;然后用返回式航天器將種子帶上太空進行誘變，返回地面后，再進行選育、培植出植物的新種質、新材料、新品種;最后進行地下攻堅，先將它們統統播種下去，然后將選出的種子再播種、篩選，讓它們自交繁殖，如此繁育至少四代后，才有可能獲得遺傳性狀穩定的優良突變系。

這樣，每次經歷太空遨游過的種子，都要經過連續四季以上的篩選鑒定，其中的優系再經過考驗和農作物品種審定委員會的審定，才能稱其為真正的“太空種子”。

誘變表現得十分隨機，在一定程度上是不可預見的。太空育種并不是每顆種子都會發生基因誘變，其誘變率一般為百分之幾甚至千分之幾，而有益的基因變異僅是千分之三左右。也就是說，即便是同樣的種子，搭載同一顆衛星，其誘變結果也可能有所不同。

航天育種是一個育種研究過程，種子搭載只是走完萬里長征一小步，不是一上去就“變大”，整個研究最繁重和最重要的工作是在后續的地面上完成的。

太空育種和轉基因一樣嗎?

有人會疑惑，太空育種是不是和轉基因育種一樣?其實，這兩種是不同的，太空育種是自身基因的變異，沒有打破物種界限。而轉基因是指將一個外來基因移植到另一個作物當中。

我們先來看看太空育種的原理。在空間環境中的高能粒子輻射、微重力、高真空等綜合因素協同作用下，植物種子的DNA被雙鏈擊穿，產生斷裂并重新排序，而地面的誘變技術只能讓DNA被單鏈擊穿，因此，太空育種變異率更高。以水稻為例，它的自然變異率在二十萬分之一左右，化學誘變的變異率也只有千分之幾，而經空間誘變的水稻變異率可達百分之幾。

可以看出，特殊的空間環境使得太空育種與傳統地面誘變育種相比，具有變異率高、變異幅度大、有益變異多、穩定性能強等特點，因而能夠培育高產、優質、早熟、多抗良種。此外，太空育種不但能出現一些如產量、株高、生育期、品質、抗病性等常規誘變育種的變異，還能出現一些其他理化因素處理較少出現的特殊變異類型，如果實早熟、大果型變異，花卉花形變異、花色變異等。

空間誘變植物一般在第四代后狀態便達到穩定，少數植物在第三代就可穩定。比常規育種的第六代穩定提前兩代，對縮短育種周期極為有利，可以節約許多人力物力。

但是，一山更比一山高。相比太空育種，轉基因育種技術可以更加精準、高效。轉基因育種的優勢在于可以實現跨物種的基因發掘，拓寬遺傳資源的利用范圍，實現已知功能基因的定向高效轉移，使生物獲得人類需要的特定性狀，為高產、優質、高抗農業生物新品種培育提供了新的技術途徑。

轉基因育種是基于對基因進行精確定向操作的育種方法，效率更高，針對性更強。例如，抗蟲棉花就是將蘇云金芽孢桿菌中的殺蟲蛋白基因轉移到棉花中，從而能夠專一性抑制棉鈴蟲發生，減少棉鈴蟲危害，減少農藥使用，實現穩產增產、提質增效;抗除草劑作物就是將抗除草劑草甘膦的基因轉入農作物，從而在使用除草劑(草甘膦)除草時就能夠做到只除草而不危及作物，既增加了種植密度，有效去除雜草，又能降低勞動強度和除草成本，從而能夠提高種植效益。

哪種農產品更安全?

不管是傳統育種、太空育種還是轉基因育種，公眾最關心的問題莫過于農產品是否安全。

我們知道，在自然環境中，植物種子實際上也在發生變異，只是變異過程極其緩慢，變異頻率很低。而人類早期的植物育種方法大都是對自然變異的選擇和利用，并被證明是安全可行的。太空育種是利用空間環境條件加速生物體的變異過程，這與自然變異在本質上是沒有區別的。

此外，太空遨游歸來的當代種子還要經過幾代的田間選育、分子監測，推廣之前還需通過諸多監測。目前，人們對航天育種的認可率在逐步提高，很多農戶會主動去找航天育種的種子。

相比之下，公眾對于轉基因農產品有更多憂慮，其實大可不必，因為轉基因食品的安全性是有權威結論的，即通過安全評價、獲得安全證書的轉基因生物及其產品都是安全的。轉基因食品上市前要通過嚴格的安全評價和審批程序，而一般食品根本不進行安全評價。國際食品法典委員會制定的一系列轉基因食品安全評價指南，是全球公認的食品安全評價準則。各國安全評價的模式和程序雖然不盡相同，但總的評價原則和技術方法都是按照國際食品法典委員會的標準制定的。公眾擔心的毒性問題、過敏問題還有營養成分的問題，都會通過安全評價逐一排除任何潛在風險。

轉基因大豆(圖片來自網絡)

國際組織、發達國家和我國開展了大量的科學研究，均認為上市的轉基因食品與傳統食品同樣安全。世界衛生組織認為，“目前尚未顯示轉基因食品批準國的廣大民眾食用轉基因食品后對人體健康產生了任何影響”。經濟合作與發展組織聯合世界衛生組織、聯合國糧農組織，在廣泛充分研討后得出“目前上市的所有轉基因食品都是安全的”的結論。歐盟委員會歷時25年，組織500多個獨立科學團體參與的130多個科研項目得出的結論是，“生物技術，特別是轉基因技術，并不比傳統育種技術危險。”國際科學理事會認為，“現有的轉基因作物以及由其制成的食品，已被判定可以安全食用，所使用的檢測方法被認為是合理適當的。”英國皇家醫學會、美國國家科學院、巴西科學院、中國科學院、印度國家科學院、墨西哥科學院和第三世界科學院聯合出版《轉基因植物與世界農業》，認為“可以利用轉基因技術生產食品，這些食品更有營養、儲存更穩定，而且原則上更能夠促進健康，給工業化和發展中國家的消費者帶來惠益。”

我們相信，隨著技術的不斷進步，會有更多高效、安全的育種方法用于農產品生產，保障全球糧食安全。