关于航天生物科技发展的研究

张汉泽

摘要 随着科学技术的发展，航天生物科技逐渐走入人们的视线。航天生物技术是将航天技术与现代生物技术结合起来而产生的一门高新科学技术。简单来说，就是利用返回式空间飞行器，将微生物菌种、植物种子等生物样本送入太空，在微重力、强辐射等地球上难以实现的环境下诱导生物产生变异。然后把这些经过诱变的生物带回地球，利用现代生物技术，筛选对我们有利的优良变异菌种并保存起来，进行规模化生产。

关键词 航天科技；生物；变异；科学研究

中图分类号 V2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2016）14-0010-01

众所周知，我国是世界上人口最多的国家，人均占地面积远远不及其他国家。如何促进我国农业长期稳定发展，保障国家的粮食问题是目前急需解决的事项。航天生物科技的发展，为我们指引了一条新的道路。航天生物科技是将航天技术与生物技术交叉的新兴技术，更是培育优质新生物产品的生物技术。因此，我们对航天生物科技的研究显得刻不容缓。本文将从以下几个方面叙述这项技术的发展和研究。

1航天生物技术的发展历程

1.1国际航天生物技术的起源

1948年，美国用火箭将一只名叫“Albert”的猴子送上了外太空，也从此揭开了航天生物技术的序幕。在1961年，前苏联宇航员尤里·加加林是太空第一人，也是人类文明史中迈向太空的一大步。1975年，美国成功发射了第一个空间实验室。它的建设过程是先发射无人空间实验室，然后再通过运载火箭将载人飞船送入太空，与停留在轨道上的实验室实现对接，航天员带着规定的东西从飞船的附加段进入空间实验室开始工作。美国在探讨微重力等天空特殊环境对真菌的细胞效应中，发现搭载飞船后的细胞质流速是地面参照物的110%。

在航天生物技术中，美国和前苏联捷足先登，早就发现了航天空间环境对生物的影响。然而他们更多的把目光放在了空间医学的研究上，尤为考虑这种变异是否对宇航员造成什么方面的影响和对基础理论的探索，却忽视了航天科技发展中生物技术的应用。

1.2我国航天生物技术的发展

我国航天技术发展虽然赶不上美国和苏联，但在20世纪60年代，发射过5枚生物火箭和探空气球等运载工具。并在运载工具上实现了对狗、大小白鼠及其他多种生物样品的实验研究。这也是我国航天技术发展的第一步。

在1975年11月26日，首颗返回式卫星发射成功，3天后顺利返回。这使得我国成为了世界上第三个掌握卫星返回技术的国家，也为后来的返回式卫星搭载微生物进行生物研究提供了平台。

1986年3月，科学家王大珩、陈芳允等向中央提议，中国要发展高科技。同年11月，中共中央、国务院正式批准了这个计划。这也是我国俗称的“863计划”。在这项计划中，科学家们提出了想要通过卫星上搭载生物进行生物研究，获得批准后，不同于美国、苏联等偏重于理论知识和生物医学的研究，而是把眼光放在了空间微重力等特殊因素引导的生物基因突变育种上。于是，在1987年我国就开始实施这一计划。当时，我国利用发射的返回式卫星首次搭载了微生物菌种和植物种子。在几天的太空环游中，有了巨大的发现：微生物的生长速度产生了较大的变异，有明显提高、不变、降低或天亡。而赤霉素产生菌，双加氧酶产生菌在经过空间处理后，筛选出效价提高10%以上的菌株。

当然，我们在航天生物科技方面的发展，也不仅局限于此。例如，我国制药业的微生物育种，光靠自然选择法和理化法己很难满足，而太空法显然为我们打开了新的大门。我国加入WTO后，制药企业更是面临着严峻的挑战。目前我国的生产菌种与国际上同类高产菌种相比，仍有很大的差距。而一味引進其他国家的生产菌种也不可考，毕竟除了价格高额以外，其他国家出于保护知识产权的目的也不愿意倾囊相授。因此，为了发展我国国民经济，采用新兴技术来培养属于我们自己的优良高效生产菌种，是非常有必要的。

自20世纪80年代以来，我国的航天生物发展技术越来越好，空间诱变育种中取得的成绩也越来越突出。我们用无数次的实验和探索证明了外太空环境对生物诱变育种的重大成效，也使得其他国家纷纷向我们抛出橄榄枝。目前我国的航天生物技术虽然没有完全成熟，但也走在世界前沿，实在是鼓舞人心。

2航天生物技术发展的意义

在高中生物学习中，我们对基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料这一概念耳熟能详。也都知道基因突变受到很多方面的影响。它可以是自发的产生的，也是可以通过诱导得到的。自发变异的不多赘述，主要谈谈诱导因素。诱导因素有物理因素和化学因素，物理因素主要有辐射射线等，而化学因素主要是一些诱变剂。

而利用太空环境诱发生物的变异，则具有自发突变，理化突变都无法比拟的优势。生物体或生物组织经过空间诱变以后，突变率会提高大家都知道，那么到底会提高到何种水平呢？航天发射耗资如此巨大，每年全世界发射的返回式卫星和宇宙飞船更是寥寥无几，那么我们为什么还要执着于航天生物呢？

其实，在有关学者经过大量的实验和数据研究后发现，空间诱变使得基因突变率大大提高。变异量甚至高出地球上自发及理化手段产生变异的好几个数量级！数据显示，地球上的生物变异量为20万到两百万分之一，而空间变异量是千分之几甚至是百分之几。这样的数据显然值得让各个国家前赴后继想要发展航天生物技术。总而言之，航天生物技术中的诱变育种大大缩短新品种的研发周期，是一种非常有效的育种方式。而航天生物技术的发展也将大大提升我国相关产业的核心竞争力。

3中国航天生物技术的应用

3.1东方红公司

谈到中国航天生物技术应用的领航者，北京东方红航天生物技术股份有限公司当之无愧。它是国家认定的高新技术企业，更是中国空间生物技术应用的核心企业。它的主要优势是将航天技术和现代生物技术完美结合，充分利用中国航天的资源优势，大力发展了中国航天生物科技的研究。该公司曾多次利用神舟号飞船和实践号卫星进行空间搭载以及空间诱变育种研究。据资料显示，先后搭载了“东方红一号”酵母菌株、天曲母菌、辅酶Q10菌株、紫杉醇真菌、灵芝等微生物菌种，开发出天曲、宇航口服液为等大量的航天生物成果，取得了很多有利于国家发展和国民健康的优异成绩。

3.2亨通光华制药公司

航天诱变育种技术，当然与制药业的发展分不开。目前我国已经选育出一些效价高、品质优的抗生素和酶制剂菌种。这些抗生素和菌种在经过空间诱导变异后被选出培养，应用到生产中，而且产量十分优秀。

1999年，西安亨通光华制药有限公司首次将生产菌种α-溶血链球菌D33#通过神舟一号送上外太空。不仅如此，该菌株还经历了“神舟二号”“神舟三号”“神舟四号”“神舟六号”飞船和第十八、二十、二十一和二十二颗返回式卫星的多次搭载。在太空中成功实现多次诱变，这种累加效应是无法模拟和复制的。这也让西安亨通光华制药有限公司成为了我国目前为止唯一通过航天诱变育种手段对生产菌株进行创新的大型制药企业。航天生物技术让我国的制药业得到了重要的发展。也因此让该技术成为了世界工农业中顶端的科学技术课题之一，发展前景十分可喜。目前，国家的“863计划”仍支持空间搭载技术作为一个重要方向。

4结论

随着科学技术的发展，人类的科学研究已经不只是大陆和海洋。我国这几十年来在航天技术方面的迅猛发展，开辟了开发培育新品种的新途径，提高了国际竞争力，也使人们对航天事业的发展充满好奇和期待。我们国家还需要更多愿意为航天生物技术做出贡献的杰出人才，面对这些成就，我们不能沾沾自喜，故步自封，而要继续一路前进，加强自己的长处和优势，将来利用生物新技术提高生物育种、制药等方面的市场竞争力，为我国经济建设和社会发展做出更多的贡献。endprint