人类自古以来就一直在运用各种技术来更好地获取维持生命所需的食物。农业实践与社会发展息息相关，而诸如选择性育种和畜牧业等技术则使植物和牲畜在千百年来不断产出更多、更滋养的丰饶物产。近年来，更直接的基因工程工具日益流行，进一步使我们能够对农作物进行改造，使其发挥更多我们想要的功能。
然而，最近，科学家们正在探索一项大胆的新技术。研究人员探索利用太空辐射来培育更多农作物，从而养活更多人。
“宇宙作物”
最近，国际原子能机构牵头开展了一项“太空诱变”研究，该机构近期的其他研究成果也更为引人注目。该机构与联合国粮食及农业组织（FAO）合作，研究太空环境可能对种子产生的影响。理想情况下，这些影响应该是积极的，能够培育出更耐寒、产量更高的作物，造福人类。
作为粮农组织与国际原子能机构联合研究项目的一部分，这些高粱种子在国际空间站上度过了五个月。图片来源： Katy Laffan/国际原子能机构，CC BY 2.0
这个概念很简单——把一堆种子放在国际空间站（ISS）上，看看会发生什么。具体来说，研究人员将一半的种子放置在国际空间站外，在那里它们将暴露在极寒和最大剂量的宇宙辐射下。另一半则留在空间站内作为对照，在那里它们将经历微重力环境，但不会受到极端温度和辐射的影响。研究人员希望辐射能导致种子基因发生一些随机但有益的突变，从而为地球上的作物提供更好的生长环境。
植物育种家兼遗传学家阿努帕玛·欣加内（Anupama Hingane）正在检查粮农组织/国际原子能机构植物育种和遗传学实验室种植的一株高粱。图片来源： Katy Laffan / 国际原子能机构，CC BY 2.0
国际原子能机构和联合国首次将两种种子送上太空进行试验——高粱（一种营养丰富的谷物）和拟南芥（一种快速生长的水芹）。它们在国际空间站飞行后，被送回地球进行发芽、生长和检测，以确定其是否具备理想的性状。当然，DNA测序也在计划之中，以便将太空中产生的突变与国际空间站保存的种子以及在实验室条件下辐照的种子进行比较。
国际原子能机构的实验唯一缺少的是什么？一篇研究论文。这些种子于2023年4月从太空返回，并很快被送往位于奥地利塞伯斯多夫的植物育种和遗传学实验室。我们已经看到了这些种子在太空中发芽的植物的照片，但研究人员尚未发表该项目的完整结果或发现。
已证实的益处
这听起来可能有点古怪，尤其是考虑到国际原子能机构的项目成果尚未公布。然而，太空诱变技术已经得到广泛验证，其程度远超你的想象。中国科学家已经对太空诱变技术进行了30多年的试验，发现与在地面实验室使用伽马射线相比，这种技术通常能产生更多有益的突变。
中国已通过卫星和空间站对数千颗种子进行辐照，其中包括嫦娥五号绕月飞行任务。这些种子在太空中接受了数天到数月的辐射后，返回地球种植并进行有益突变检测。虽然并非所有种子都能恢复原状，但有些种子表现出罕见突变，在产量、抗旱性、果实大小或耐高温性方面带来突破性优势。这些作物随后可进行进一步育种，进一步优化改良效果。中国已在棉花、西红柿、西瓜、玉米等作物上进行了试验。其中尤为成功的案例是豫椒1号——一种于1990年推出的甜椒品种，其果实更丰硕，抗病性更强，产量比一些同类品种高出16.4%。
突变辣椒品种豫椒1号（Y1）、豫椒2号（Y2）和豫椒3号（Y3）与同类龙椒野生型（标记为W1和W2）的比较。图片来源：研究论文
太空诱变的结果受到参与研究人员和相关部门的密切跟踪。值得注意的是，国际原子能机构维护着一个突变品种数据库，其中包含通过太空辐射或其他各种物理或化学方法进行基因改造的植物。这不仅对于从诱变生物中获益至关重要，还有助于研究人员了解其中涉及的机制，并确保降低任何负面特性在更广泛的野生植物种群中爆发的风险。
归根结底，太空诱变只是科学家们改良作物的工具箱里又一个工具。将种子送入太空成本极高，更不用说进行研究，从中筛选出有益突变的种子了。然而，如果将其扩展到现代农业的规模，其益处将是巨大的，所以无论如何，这项工作都会继续下去。这只是获取更多资源的另一种方式，而人类永远都无法满足于此。
原文： https://hackaday.com/2025/07/08/could-space-radiation-mutate-seeds-for-the-benefit-of-humanity/