里約紅葡萄柚從受輻照的種子中培育而來(lái)，所以擁有獨(dú)特的顏色。

饑餓、利潤(rùn)和“和平原子”促使人們嘗試用輻射、化學(xué)物質(zhì)和基因操縱來(lái)改變農(nóng)作物。

20世紀(jì)20年代初，密蘇里大學(xué)(University of Missouri)的作物科學(xué)家劉易斯·施塔德勒(Lewis Stadler)開(kāi)始X射線對(duì)玉米和大麥進(jìn)行熱熔處理。當(dāng)大麥被種下并開(kāi)始長(zhǎng)出一系列新的顏色時(shí)，有些帶有條紋，很明顯，植物內(nèi)部深處發(fā)生了一些奇怪的事情。近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，誘變育種一直是農(nóng)業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域的重要組成部分。在第二次世界大戰(zhàn)之后，研究人員以“原子園藝”的形式進(jìn)行了廣泛的推廣，他們用伽馬射線，離子束和電子噴射了種子，或者使它們經(jīng)受了多種化學(xué)誘變劑的作用。在大多數(shù)情況下，這一過(guò)程涉及在危險(xiǎn)柜中或在放射源周?chē)鷩森h(huán)狀的特殊場(chǎng)地中將種子暴露在放射性鈷-60下，不同的作物以楔形形式從中心散發(fā)出來(lái)。雖然最靠近輻射源的植物大部分死亡，但受到較低劑量輻射的其他植物卻生長(zhǎng)出新的、偶爾有趣的性狀。那些似乎表現(xiàn)出更大產(chǎn)量，更耐寒的或其他理想特性的作物被栽培。

誘變是冷戰(zhàn)期間美國(guó)原子與和平倡議的一部分，該倡議提出和平利用原子技術(shù)，同時(shí)追求美國(guó)的核遏制目標(biāo)。在英國(guó)和美國(guó)，曾經(jīng)有過(guò)一種奇特的原子園藝協(xié)會(huì)的風(fēng)潮，這些民間組織用超大的花生和象番茄登上了當(dāng)?shù)氐男侣勵(lì)^條。在《有序進(jìn)化》一書(shū)中，科學(xué)歷史學(xué)家海倫·安妮·科里記錄了一些企業(yè)家，比如郵購(gòu)種子推銷(xiāo)員大衛(wèi)·伯比，是如何為被稱(chēng)為“x射線雙胞胎”的輻照萬(wàn)壽菊設(shè)計(jì)營(yíng)銷(xiāo)策略的。他說(shuō)，他的抱負(fù)是“震撼大自然”。

到本世紀(jì)中葉，從埃及到巴基斯坦等快速發(fā)展的國(guó)家需要養(yǎng)活的人口越來(lái)越多，并且正在對(duì)數(shù)十萬(wàn)受到輻射損害的植物進(jìn)行篩查。澳大利亞植物與食品研究所研究員Ranjith Pathirana解釋說(shuō)，對(duì)于擁有足夠耕地和廉價(jià)勞動(dòng)力的國(guó)家來(lái)說(shuō)，這種實(shí)驗(yàn)具有經(jīng)濟(jì)意義。他近40年前開(kāi)始在自己的祖國(guó)斯里蘭卡從事誘變研究。在對(duì)基因科學(xué)遲來(lái)的接納之后，蘇聯(lián)也是一個(gè)熱情的接受者。在共產(chǎn)主義垮臺(tái)后，充滿銫-137的放射性伽馬科洛斯塔被遺棄在大地上。(在9/11事件之后，隨著美國(guó)政府擔(dān)心放射性物質(zhì)可能會(huì)變成一枚“臟彈”，它們成為了最近在前蘇聯(lián)加盟共和國(guó)展開(kāi)的一場(chǎng)可怕的尋寶行動(dòng)的主題。)Pathirana在返回斯里蘭卡之前在莫斯科獲得了博士學(xué)位，他說(shuō)，與美國(guó)不同，農(nóng)業(yè)國(guó)家對(duì)于集中種植農(nóng)作物且廣泛向農(nóng)民分發(fā)種子的農(nóng)業(yè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，這種模式可以確保農(nóng)作物獲得更高的產(chǎn)量和理想的性狀。

1964年，聯(lián)合國(guó)糧食和核能機(jī)構(gòu)、糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)同意合并它們的突變育種項(xiàng)目，成為誘變技術(shù)的全球主要贊助者。“糧農(nóng)組織/國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)一直在資助發(fā)展中國(guó)家發(fā)展這些項(xiàng)目，”Pathirana說(shuō)，他的職業(yè)是培育變種芝麻、花生和大米，這讓他去過(guò)世界各地的核設(shè)施，并確保他永遠(yuǎn)難以通過(guò)機(jī)場(chǎng)安檢。糧農(nóng)組織/國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)誘變品種數(shù)據(jù)庫(kù)中至少登記了3,365個(gè)突變品種，每個(gè)品種都對(duì)來(lái)自70個(gè)國(guó)家的220種作物中的一種進(jìn)行了有益的改良。根據(jù)糧農(nóng)組織/國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，中國(guó)至少還有200個(gè)。

其中許多是為應(yīng)對(duì)特定挑戰(zhàn)而開(kāi)發(fā)的。在2007年的一次采訪中，糧農(nóng)組織/國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)植物育種主任Pierre Lagoda講述了一種正在殺死加納可可樹(shù)的病毒，當(dāng)使用伽馬射線培育出一種抗病毒突變體時(shí)，這種病毒被阻止了。在越南，該機(jī)構(gòu)幫助培育了一種誘變水稻，這種水稻在酸性和鹽堿地中生長(zhǎng)得更好，產(chǎn)量提高了四倍，幫助養(yǎng)活了自給自足的農(nóng)民。

在此期間，輻射誘變育出了一些日常所需的作物:深紅的葡萄柚里約熱內(nèi)盧紅柚是由輻照的種子培育出來(lái)的，具有獨(dú)特的顏色，約占德克薩斯州種植的全部柚子的四分之三。一種名為Calrose 76的中長(zhǎng)粘性稻米被育成矮且易于通過(guò)聯(lián)合收割機(jī)收獲的品種，成為了加利福尼亞州目前最常見(jiàn)的水稻品種。一名澳大利亞研究人員培育了亞麻籽突變體利諾拉(Linola)，它能產(chǎn)生一種與橄欖油非常相似的脂肪酸成分，并用它來(lái)制作黃油狀的涂抹醬，以及其他食品。飲料和食物都發(fā)生了變化：據(jù)蘇格蘭詹姆斯·赫頓研究所(James Hutton Institute)大麥遺傳學(xué)家比爾·托馬斯(Bill Thomas)所說(shuō)，一種名叫Golden Promise的高產(chǎn)大麥在70年代和80年代非常受歡迎，以至于“如今年份在35至40之間的任何威士忌都很有可能來(lái)自這種大麥”。

隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)在70年代和80年代開(kāi)始取得長(zhǎng)足進(jìn)步，使研究人員能夠生產(chǎn)所謂的轉(zhuǎn)基因生物(GMO)，這些分散的隨機(jī)誘變育種實(shí)驗(yàn)使他們的GMO競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手退居二線，從而使科學(xué)家能夠合理地設(shè)計(jì)性狀。轉(zhuǎn)基因生物在產(chǎn)量，抗蟲(chóng)性和抗除草劑性方面取得了顯著成果，“因此，無(wú)需除草就可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化種植，”糧農(nóng)組織/國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合部植物育種和遺傳學(xué)負(fù)責(zé)人Shoba Sivasankar說(shuō)。

日本日立歐姆宮市輻射育種研究所的伽馬花園

但是，西瓦桑卡爾補(bǔ)充說(shuō)，它在亞太地區(qū)仍然很受歡迎，而且仍在繼續(xù)。她解釋說(shuō)，“在亞太、非洲等地區(qū)，我們正在努力提高糧食產(chǎn)量以保障糧食安全，改善營(yíng)養(yǎng)”，誘變?nèi)匀缓苤匾?ldquo;對(duì)于那些在氣候變化壓力下為糧食安全和產(chǎn)量穩(wěn)定而戰(zhàn)的地方，誘變育種是非常、非常關(guān)鍵的。”

環(huán)顧今天西方雜貨店的貨架或農(nóng)民的農(nóng)田，幾乎沒(méi)有什么基因創(chuàng)新能與轉(zhuǎn)基因生物的轉(zhuǎn)基因技術(shù)相提并論。20世紀(jì)90年代，轉(zhuǎn)基因作物在美國(guó)遍地開(kāi)花，到2015年，美國(guó)94%的大豆和92%的棉花都是轉(zhuǎn)基因作物。所以誘變并沒(méi)有改變我們生活的世界和我們耕種的土地。盡管對(duì)戰(zhàn)后時(shí)期持樂(lè)觀態(tài)度,但仍有一些提醒,柯里說(shuō):“到處都有人指著農(nóng)田說(shuō)，上有作物景觀,人們指出說(shuō),“這就是一個(gè)通過(guò)誘變育種產(chǎn)生新品種的例子，誘變育種使其擁有了新的性狀或特征，從而變得有益或有經(jīng)濟(jì)效益。