嫦娥五號帶回的月球樣品22日在人民大會堂首次公開亮相，讓渴望一睹月壤真容的網友們大呼過癮。與此同時，與嫦娥五號相關的另一項科研成果同樣令人備受鼓舞。紫花苜蓿、燕麥、水稻等一系列跟隨嫦娥五號完成太空之旅的種子已經在實驗室陸續出苗發芽。可別小看這批種子，它們可是肩負著打贏中國種業翻身仗的重任。

這批跟隨嫦娥五號“上天”的種子有何特別之處?中國為何要進行航天誘變育種?搭載嫦娥五號完成太空旅行的種子，返回地球后會發生哪些神奇變化?記者采訪相關專家，一探究竟。

 中天1號紫花苜蓿單株。蘭州牧藥所供圖

哪些種子有幸“上天”?

事實上，嫦娥五號的“種子”乘客并非只有紫花苜蓿、燕麥、水稻。在嫦娥五號探測器系統的支持下，航天育種產業創新聯盟定向征集了多家單位提供的水稻、苜蓿、燕麥、擬南芥、花卉等各類植物種子共30余種實驗材料。

作為中國復雜度最高、技術跨度最大的航天系統工程，此次嫦娥五號任務從月球帶回約1731克月球樣品，這就意味著留給其他研究的載荷容量并不多。在容量有限的情況下，這些種子是如何通過層層篩選，有幸跟隨嫦娥五號“上天”的?

受訪專家指出，中國種業底子薄，一些作物種子被國外壟斷。如果要下決心把民族種業搞上去，就要加緊培育具有自主知識產權的優良品種。之所以讓嫦娥五號攜帶30余種種子實驗材料上天，正是希望通過太空的特殊環境完成深空誘變，挖掘優異種質資源，培育出優質高產、抗逆廣適、性狀突出的新品種。

為此，各單位也是“八仙過海、各顯神通”，紛紛提供“當家好種”。中國農業科學院蘭州畜牧與獸藥研究所(以下簡稱蘭州牧藥所)抗逆牧草育種與利用團隊首席專家楊紅善告訴中新社記者：“每家單位搭載的種子和目的不盡相同，有些側重于基礎研究，有些則更側重于品種培育。”

以蘭州牧藥所提供的紫花苜蓿和燕麥種子為例，楊紅善表示，之所以選擇這兩類種子，首要原因是因為它們都是富含高蛋白質的優質飼草。現階段，紫花苜蓿和燕麥分別是中國第一、第二大牧草，“當前中國老百姓對肉蛋奶的需求量逐步上升，而要解決肉蛋奶需求量，首先得解決家畜的口糧問題”。

“在選定紫花苜蓿和燕麥后，我們會根據育種目標確定要搭載的品種或新品系，對每一顆種子都精挑細選，確保發芽率在95%以上。之后再通過人工精選，使每一粒種子飽滿，不能有損傷，確保從太空返回地球之后可以正常發芽。”楊紅善說。換言之，這些種子經過層層篩選而確定下來的，是名副其實的“天選之種”。

楊紅善表示，目前已經在實驗室種植的少量紫花苜蓿和燕麥生長正常，科研人員正在觀測它的生長性狀，包括發芽、長勢等，大部分重要的實驗會在3月上旬育苗，4月下旬再移栽大田。

此外，華南農業大學也是希望通過搭載嫦娥五號“上天”，選育出一批高產、優質、多抗、綠色的水稻新品種，滿足多元化產業需求，提升中國糧食安全水平。

 
蘭州牧藥所抗逆牧草育種與利用團隊首席專家楊紅善觀測嫦娥五號搭載燕麥生長情況 鄭平 攝

嫦娥五號太空之旅特殊在哪?

從上世紀60年代開始，美國、前蘇聯、加拿大、日本、芬蘭、澳大利亞和巴西等國家就陸續開展航天誘變育種實驗。中國的航天誘變育種始于上世紀80年代，經過30多年的研究和應用，官方通過審定的新品種超過200個。現如今，航天誘變育種的成果已經悄然融入到老百姓生活的方方面面。

在楊紅善看來，航天誘變有“三寶”，即高真空、微重力和空間射線，三方面因素共同作用可以使得種子內部的遺傳基因發生變化。此前，中國已通過不同的神舟飛船、返回式衛星等航天器搭載不同作物種子上天。

與以往的“上天”之旅相比，嫦娥五號任務有何特別之處?楊紅善表示，之前蘭州牧藥所曾參與過神舟八號、神舟十號、天宮一號、新一代載人飛船等7次航天搭載任務，但這些任務都屬于近地軌道。而嫦娥五號的飛行距離更遠，月球與地球的平均距離約38萬公里，嫦娥五號來回飛行70多萬公里。

“與以往相比，一方面嫦娥五號飛行距離更遠，另一方面其飛行過程中會遭遇范艾倫輻射帶和太陽黑子爆發，產生特殊的空間誘變效應。”楊紅善說，“深空誘變在極端環境下產生的變異可能會更加強烈一點，但它跟近地軌道的差異有多大，這需要我們深入進行研究”。

 
嫦娥五號搭載燕麥種子出苗照片 鄭平 攝

航天誘變育種有何用處?

受訪專家表示，此次嫦娥五號搭載返回的牧草種子會分為三部分，一小部分用于早期實驗室基礎研究，大部分用在大田實驗，剩下一小部分會作為種質資源保存起來。

對航天誘變育種而言，搭載航天器“上天”只是第一步，更重要的是結束太空之旅后返回地面的品種選育試驗。談及牧草品種的培育，楊紅善感慨道：“從種子搭載返回到種植實驗，再到培育出新品種、真正推廣到市場，不同作物的育種年限不一樣。按照育種程序，培育出一個紫花苜蓿新品種大概需要12-13年時間。燕麥是一年一生植物，培育時間會減少2-3年。”

國家植物航天育種工程技術研究中心副主任、華南農業大學教授郭濤此前亦透露，此次跟隨嫦娥五號“上天”的華農水稻種子預計2年左右將會有第一批產品出現，系統全面研究完畢將耗時5-10年。

不少民眾對航天誘變育種還比較陌生，有人甚至拿它和轉基因作對比。楊紅善表示，“航天誘變育種的安全性是毋庸置疑的，因為它是內源基因改變，這種突變是自然界本身就存在。航天誘變只是提高了植物的突變幾率，育種后的蔬菜水果可以放心食用。”值得一提的是，2015年8月，國際空間站宇航員在太空收獲所種植的生菜后直接食用，更生動地證明了航天育種的安全性。

 
嫦娥五號搭載紫花苜蓿種子出苗照片 鄭平 攝

小種子迸發大能量

外界注意到，“十四五”規劃提出要強化國家戰略科技力量，瞄準生物育種、人工智能、量子信息等前沿領域。2月21日公布的2021年中央一號文件也提出，打好種業翻身仗。如何讓小種子迸發大能量?受訪專家認為，現階段要加緊培育具有自主知識產權的優良品種，航天誘變育種是一條有效的途徑。

多年來，航天誘變育種在中國糧食安全和生態環境建設等諸多領域做出重要貢獻，培育的蔬菜、花卉、林草等植物新品種累計種植推廣面積超過240萬公頃，據估算，航天誘變育種創造直接經濟規模超過2000億元。

牧草是航天誘變育種的重要試驗對象。目前中國已經成功培育出“中天1號紫花苜蓿”、“中苜6號紫花苜蓿”、“農菁14號紫花苜蓿”等國家、省級牧草品種，推進了草類植物航天育種研究發展，并在全國大面積推廣種植。

這其中，“中天1號紫花苜蓿”是蘭州牧藥所通過航天誘變育種推出的“拳頭產品”，該品種優質、豐產性狀突出，直觀表型性狀為多葉，以5葉為主(常規苜蓿為3片小葉)，葉片越多，產量和品質越好，干草產量每畝最高達1789.9公斤，粗蛋白質含量平均為20.8%，有效解決了國內優質高產品種少、國外引進品種退化快等問題。

按照空間站建造任務規劃，今明兩年中國將接續實施11次飛行任務，于2022年完成空間站在軌建造。談及未來的航天誘變育種計劃，楊紅善表示：“如果牧草種子有條件在空間站完成種植、生長、開花和結種的全生育周期，這將和此前的航天搭載任務有著巨大區別，而且還具備很大的研究價值。這是我們作為育種家的想法，能否實現還要看中國空間站規劃。”

對中國育種業來說，嫦娥五號的太空之旅并非終點。隨嫦娥五號“上天”的各類種子在實驗室陸續出苗發芽，而打好種業翻身仗的“種子”也在悄然“萌芽”。