省农科院与中国科学院植物研究所合作培育的“晋杂-25号”“晋杂-26号”高粱品种，是采用航天育种技术选育出的优质、高产、抗病新品种
随着“神九”升空，科学家打算在太空为航天员种蔬菜。为了实现这一目标，科学家已经在航天飞机和空间站上进行了大量研究和实验。为此，记者邀请省农科院生物技术研究中心主任孙毅与农科院品种资源研究所副研究员畅建武，解析在太空种菜需要些怎样的特殊技术。
晒太阳是件危险的事 植物生长靠太阳，但在宇宙空间中晒太阳却是一件危险的事情，且不说高能质子、宇宙射线可以直接“砸坏”植物蛋白质和DNA，危及它们的正常生活甚至生命，在没有大气层阻挡的情况下，这里的大量紫外线就足够植物喝一壶的。这些高能量的“光线”不止令人生畏，也会破坏植物的正常结构和代谢过程。因此，在太空种植的第一步，就是制造出合适的透光防护罩，隔离那些有害的紫外线和宇宙射线，让植物可以安全地生长。我国曾在实验中模仿太空舱，用太阳能光伏电池将危险的太阳光转化成电能，然后再利用日光灯等照明设备来满足植物对光的需求，不过，这样做会在转化过程中损失很多能量。好在太阳是取之不尽的能量来源，只要增加太阳能电池板就可以。
解渴的水哪里来 除了光，种植需要解决的还有光合作用的另一个要素水。水是光合作用必不可少的原料。不过，你可能不知道，植物吸收的99%的水分都蒸发到了空气中。这种看似“浪费”的行为，实际上对植物有着重要作用。植物的叶片就像一台台水泵，将根系吸收的水分和矿物质混合而成的营养液“抽”到枝头，而这些水泵的动力就来自蒸发水分获得的能量，叶片通过蒸发水分还能降低温度，避免被阳光灼伤。
在低压环境下，水流经植物的速度非常快，由于水分无法长时间停留，植物就容易变干。我们应该采取的措施之一就是从遗传上消除这种反应，这样，植物就不会将水的这种流动当做一种障碍，从而不会浪费能量。当然，我们也可以只种泡在全密封水箱里的藻类植物，这样就不用考虑收集蒸腾作用的水分，但前提是，做太空旅行的你要长期忍受只嚼海苔过活的日子，也许那时，一片面包也会变成奢侈品。
植物也会饿肚子 当然，千万不能以为有了光和水植物就能正常生长了，没有二氧化碳，一切都是零。如果说光和水是吸收太阳能的关键因素，那二氧化碳就是储存能量的关键部件。
在光合作用过程中，植物会首先利用光和水制造出高能物质。这些高能量的家伙可不安分，如果不把它们用掉，它们就会在细胞里释放能量，乱搞破坏。而想要固定这些能量，二氧化碳的浓度是一个关键因素。
二氧化碳在地球大气中的含量不高，保持着整个生物圈的协调运作。但是，对于一个小范围的空间，要维持稳定的浓度就不那么容易。在实验人工建立生态系统的“生物圈2号”工程中，科学家建立了一个总体积为18万立方米的小小生物圈，不久，这里的“大气”成分就发生了变化，氧气、氮气和二氧化碳的比例发生了巨变，这样的波动不仅不适于人类生存，连植物生长都成问题。对于比“生物圈2号”个头还小的太空舱来说，如何控制调节好二氧化碳的浓度，还是一项难题。
分不清天和地 除了上面的植物生长要素，在空间更难解决的是重力问题。在地球上生活的我们，经常会忽略这个条件的存在，可一旦进入太空，这个因素的重要性就立马显现出来。
根会往土里扎，茎秆会努力向上生长，这些我们司空见惯的想象，其实都是植物感受到重力之后作出的反应。目前还没有证实，植物是怎样辨别方向的。比较公认的看法是，植物细胞里有一些淀粉组成的颗粒，它们会受重力的影响，沉积到细胞的下部，从而给细胞壁施加刺激，这样一来，植物就能辨别出天和地了。可以说，这些淀粉粒就是植物生长的“指南针”。不过，在失重状态下，这样的沉积就变得不可能了。不仅如此，分解这些淀粉颗粒的酶还会特别活跃，彻底把“指南针”砸烂。其结果是，植物生长分不清上下，根和叶都向着四面八方生长。就拿常用的实验植物拟南芥来说，它们在失重状态下最后长成一团，本该拼命伸向天空的茎停下了脚步，反而多了很多枝杈，个头比地面上的拟南芥要小，而且植株显得更纤细，如同漂浮的水草一般。
失重状态还会影响植物体内激素物质的分布，这不仅会影响植物的生长形态，还会影响植物的繁殖。20世纪90年代，科学家曾经在空间站上种植过小萝卜和大白菜，遗憾的是，它们的品质比起地面生长对照组都要逊色不少，不仅发芽率低，生长缓慢，并且植株更为矮小，开花结籽需要更长的时间。
不想要的突变 太空育种是一种重要的育种手段。不过，利用宇宙辐射作为条件突变产生种子并不十分可靠，因为这样产生的突变没有方向性，让人们无法确定变出的种子是更好，还是更糟，这就大大地增加了育种的工作量。我省农科院与中国科学院植物研究所合作经过几年培育的 “晋杂-25号”“晋杂-26号”高粱品种就是采用航天育种技术选育出的优质、高产、抗病新品种，这两个品种经过返回式卫星搭载处理后，与传统种子相比有明显优势，而同期返回的食用豆类表现却平平。
既然宇宙射线能让种子产生突变，我们还应该注意在太空正常种植的植物会不会发生有害突变，降低品质和产量。在微重力环境下，染色体、复制分离都会受到影响，很容易出现畸形，影响种子的成活率以及后代植株的质量。这样看来，要在太空中种出蔬菜，并不是一件简单的事情，如果通过模拟重力环境，改善光照和空气条件，也许还是有可能获得的。
