拟南芥的种子因其独特的特性而常用于基因实验，高粱是一种营养丰富的谷物，可用于人类食物、动物饲料和乙醇，它们在国际空间站内外暴露了大约三年几个月到太空中普遍存在的条件，主要是微重力，宇宙辐射和极端低温的复杂混合物。(图片：NASA，Nanoracks)

去年 11 月发射到太空的种子现已放置在国际空间站内外，以暴露在全方位的宇宙辐射和太空的极端温度下。

这项天体植物学调查是原子能机构和联合国粮食及农业组织 (FAO) 通过粮农组织/原子能机构粮食和农业核技术联合中心开展的一项工作，旨在探索宇宙辐射对种子的影响，作为正在进行的研究，旨在加强作物品种以抵御气候变化的影响并提高全球粮食安全。目的是确定极端温度和宇宙辐射等恶劣的太空条件是否会导致种子发生进化变化，进而确定这些变化是否有助于植物在面对越来越困难的生长时变得更有弹性地球上的情况。

“我们有责任探索能够对人类健康和食品供应产生积极影响的核技术，”原子能机构副总干事兼核科学与应用司司长 Najat Mokhtar 说。“随着世界努力适应气候变化的后果，我们需要加快植物育种研究，以找到适当且具有成本效益的解决方案。”

2022 年 11 月 7 日，拟南芥和高粱种子作为 CRS2 NG-18 国际空间站任务的一部分，从美国弗吉尼亚州的 NASA Wallops 飞行设施发射到太空。12 月 13 日，一半的种子被转移到 ISS Nanoracks外部平台。另一半被保存在国际空间站内进行比较，主要暴露在微重力和一定程度的辐射下。

“最易受气候变化影响的小农粮食生产者迫切需要创新研发，”粮农组织副总干事玛丽亚·海伦娜·塞梅说。“日益严酷的生长条件威胁着粮食生产，我们希望空间科学能够通过促进富有弹性、营养丰富的作物品种的开发来改变这种情况。”

植物育种中的宇宙辐射

因暴露于不同环境条件而产生的自发突变是所有生物进化的基础，原子能机构和粮农组织长期以来一直通过粮农组织/原子能机构联合中心支持各国寻找具有理想性状的新作物品种：辐射诱变技术，提高粮食和营养安全以及农民收入。

之所以选择拟南芥和高粱种子进行研究，是因为已经有大量的遗传知识可供分析和比较。拟南芥已被植物学家和遗传学家广泛研究，而高粱是半干旱热带地区的一种作物，许多发展中国家种植这种谷物作为食物。

近 60 年来，位于奥地利维也纳的粮农组织/国际原子能机构联合中心一直在加快利用辐射开发新农作物品种的植物育种研究。在植物农业的历史上，自然选择或进化育种，也称为突变育种，一直是作物驯化和植物育种的驱动力。它们负责植物对不断变化的环境的遗传适应，并导致作物的改良。迄今为止，已经利用辐射诱发的遗传变异和突变育种开发了 210 多个植物物种的 3 400 多个新品种——包括 70 个国家农民使用的众多粮食作物、观赏植物和树木。

当种子从太空返回时(目前预计在 2023 年 4 月)，它们将在粮农组织/原子能机构联合中心管理的位于塞伯斯多夫的原子能机构温室和实验室中发芽和生长，并检查 DNA 结构变异和生物效应。这些分析将有助于了解宇宙辐射和太空条件是否对作物改良具有独特的有价值的影响，并可能使地球上的人们受益。