近日，中国载人航天工程官网开展了第二轮基于天舟系列货运飞船平台搭载的科学技术试（实）验和应用项目征集，神舟载人飞船搭载实验项目也即将开始征集。按照惯例，又会有一批种子搭载飞船启程，与航天员一起在空间站经历蜕变。
千百年来，人类从吃饭到生产生活都要依赖植物，一直在寻找更优良的作物品种。“育种家”们从自然界收集具有优异性状的种质资源，通过品种选育，让满足生产需求的性状固定下来、传播开去。但一代代的育种都只能在地面进行，直到现代航天科技发展起来，为诱发种子变异带来了可能，也为获得更丰富的种质资源提供了可能。
航天育种，是将农作物种子或试管种苗送到太空，利用太空特殊的、地面无法模拟的环境，如高真空、微重力、宇宙高能离子辐射等的诱变作用，使种子产生变异，再返回地面选育新种子、新材料，培育新品种的作物育种新技术。
航天育种具有有益的变异多、变幅大、稳定快，以及高产、优质、早熟、抗病力强等特点。其变异率较普通诱变育种高3~4倍，育种周期较杂交育种缩短约1倍，由8年左右缩短至4年左右。与传统育种技术相比，它能在较短的时间内提高农产品的品质，创造出许多新品种，在现代农业的快速发展中发挥重要作用。
航天工程系统复杂程度高、技术跨度大，荷载容量弥足珍贵。什么样的种子才能获得太空之旅的入场券？
被选中的种子一般要具备两个条件：一是遗传性稳定，二是综合性状好。能够获得太空之旅资格的种子可谓是“天选之种”。
种子跟随航天器到太空遨游，回来就能变成优良的“太空种子”吗？并不是。太空种子上天只是走完“万里长征一小步”，最繁重和最重要的工作是后续在地面完成的。
据统计，一般种子在太空中的突变率仅为0.05%~0.5%，没有变化的种子有很多，只有被宇宙粒子击中的“幸运儿”才会在返回地面后被挑选出来。同时，由于基因突变具有不定向性，并非所有的种子都往好的方向突变，只有符合要求的种子才能留下来。
以小麦为例，搭载回来的种子叫作“第一代种子”，要全部种下去。第一代植株有时会表现出一些生理变异性状，但科研人员只是观察记录下来，不做任何筛选，因为第一代选择误差大。收获的种子再种下去，长出来的叫第二代，这才开始选长得“好”的种子。例如筛选变矮秆的，以增强抗倒伏性能；筛选穗子变大的，以提高产量；筛选变早熟的，以提早收获期等。变异是随机的，但可以根据育种目标进行定向选择。通过筛选，选择出第三代具有性状突变的植株，收获种子继续播种，目的是看这些突变性状能否线年甚至更长时间，经过科研人员多代筛选培育，以及风、虫、旱等严苛的考验，并得到权威部门审定的种子，最后才能脱颖而出，成为真正合格的太空种子。
航天育种看似只是航天员在实验舱里培育植物的一个过程，但实际上却是一个非常复杂的过程。种子上天之前和进入太空之后科研人员都要做哪些研究和准备工作呢？
在中科院分子植物科学卓越创新中心，有这样一个仪器，专门用来模拟植物在微重力情况下的生长。因为在天上做一次实验要等很长时间，所以科研人员在地面用专门的仪器来模拟太空环境对植物的影响。因为地面重力还是存在的，只能模拟空间的部分效应，所以最终要了解空间环境对植物的影响，还必须要到太空去。
问天舱作为专门的实验舱，装备了专门的存储区，包含4℃、-20℃、-80℃等多个温区，这也是生命科学实验比较常用的三个温区，可以满足不同特点、不同周期的实验存储要求。
除此以外，问天实验舱搭载了实验柜，所采集的数据不仅量大，还需要实时传输。因此，航天科研人员用光纤在舱内打造了一个带宽更大、速率更快的局域网，再通过中继卫星传到地面，便于科研人员开展研究。
科学家通过地面的有效载荷运行管理系统对天上的数据进行接收、处理，并根据这些数值数据、图像数据、视频数据来判断科学实验的进展情况，同时也可以通过这套系统的控制指令，实时干预科学实验的进展情况。
早在20世纪60年代，美国、苏联就认识到太空环境能够诱发植物种子基因发生变异，开始探索空间条件下植物生长发育规律，目的是建造“会飞的农场”，解决宇航员及未来地球星际移民在太空中长期生存和生活。
美俄等国可耕土地多，农作物产量大，服务地面育种的紧迫感并不强烈；中国则完全不同，人口众多，耕地偏少，保障粮食安全的任务更加紧迫。
1987年8月5日，我国第九颗返回式科学卫星首次搭载一批水稻、番茄、青椒等农作物种子成功发射。当时的科学家已经掌握了地面辐射育种技术，试图借助航天技术，通过航天搭载及其空间诱变获得更丰富的、有价值的变异材料，同时也进一步验证“空间环境对植物的遗传性状会有什么样的影响”。
返回地球的种子，进行一系列实验后，科学家们惊喜地发现，发生了一些意外的基因遗传变异。更关键的是，有些变异正是人们一直期盼的。由此，拉开了我国通过空间诱变进行植物航天育种的序幕。
载人航天工程在历次飞行任务中，累计创制出4万余份空间诱变种质材料，育成水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、油料、蔬菜等新品种460多个，显著提高农作物产量和品质，创造经济效益3600亿元以上。
航天育种不负众望。国审航天育种超级稻“Ⅱ优航1号”，创造并保持了再生稻百亩单产世界纪录，国审航天育种小麦新品种“鲁原502”，成为全国小麦种植的主导品种，并于2019年获国家科技进步奖二等奖。品种丰富的辣椒、番茄和西瓜、甜瓜等航天育种蔬菜，在市场上随处可见，受到老百姓的欢迎。
从粮食作物、到蔬菜水果、再到花卉牧草等，航天育种方向越来越多元化，在关键技术开发、重要种质创新、品种选育及成果产业化方面取得诸多成果。
随着中国空间站圆满建造完成，定期天地往返的天舟货运飞船、神舟载人飞船成为航天育种搭载实验的重要途径。航天育种将开辟一个连接太空和地面、未来与现实的全新领域，为我国解决种源“卡脖子”问题，实现种业科技自立自强、种源自主可控，更好地发挥作用。
走过风淋间，蔬菜大棚里光照充足，藤上黄色小花开得正盛，熊蜂在绿叶间穿梭，红色的小番茄沉甸甸缀在枝头。在中国航天科技集团有限公司所属神舟绿鹏农业科技公司的种植基地，温室大棚里不见一粒尘土，满是花果飘香。
“航天番茄可以无限生长，只要满足基本环境条件，植株可一直开花结果，综合产量远胜传统品种。”神舟绿鹏的技术人员介绍，通过传感器可以实时控制温室大棚种植环境，让农业告别了“靠天吃饭”的传统耕作模式。
一个外观普通的集装箱，打开门却是一辆“蔬菜专列”，不需要土壤、人工灌溉，集装箱内自动控制补光灯、新风系统、自动补肥、自动灌溉，28天种子就能长成新鲜蔬菜，种植箱有效解决了海防、边防等极端环境下的食品供给问题，让戍边士兵吃上了新鲜菜。
随着我国航天技术高速发展，智能传感器、智能控制系统、卫星遥感等航天科技走向田间地头，为农业科技化、数字化发展提供技术支持。
目前，无限生长番茄大棚、蔬菜生长箱等示范项目已经落地南海、西藏、新疆等偏远地区，为农业现代化发展助力。
