原子园艺简史

里约红葡萄柚从受辐照的种子中培育而来，所以拥有独特的颜色。

饥饿、利润和“和平原子”促使人们尝试用辐射、化学物质和基因操纵来改变农作物。

20世纪20年代初，密苏里大学(University of Missouri)的作物科学家刘易斯·施塔德勒(Lewis Stadler)开始X射线对玉米和大麦进行热熔处理。当大麦被种下并开始长出一系列新的颜色时，有些带有条纹，很明显，植物内部深处发生了一些奇怪的事情。近一个世纪以来，诱变育种一直是农业和科学领域的重要组成部分。在第二次世界大战之后，研究人员以“原子园艺”的形式进行了广泛的推广，他们用伽马射线，离子束和电子喷射了种子，或者使它们经受了多种化学诱变剂的作用。在大多数情况下，这一过程涉及在危险柜中或在放射源周围围成环状的特殊场地中将种子暴露在放射性钴-60下，不同的作物以楔形形式从中心散发出来。虽然最靠近辐射源的植物大部分死亡，但受到较低剂量辐射的其他植物却生长出新的、偶尔有趣的性状。那些似乎表现出更大产量，更耐寒的或其他理想特性的作物被栽培。

诱变是冷战期间美国原子与和平倡议的一部分，该倡议提出和平利用原子技术，同时追求美国的核遏制目标。在英国和美国，曾经有过一种奇特的原子园艺协会的风潮，这些民间组织用超大的花生和象番茄登上了当地的新闻头条。在《有序进化》一书中，科学历史学家海伦·安妮·科里记录了一些企业家，比如邮购种子推销员大卫·伯比，是如何为被称为“x射线双胞胎”的辐照万寿菊设计营销策略的。他说，他的抱负是“震撼大自然”。

到本世纪中叶，从埃及到巴基斯坦等快速发展的国家需要养活的人口越来越多，并且正在对数十万受到辐射损害的植物进行筛查。澳大利亚植物与食品研究所研究员Ranjith Pathirana解释说，对于拥有足够耕地和廉价劳动力的国家来说，这种实验具有经济意义。他近40年前开始在自己的祖国斯里兰卡从事诱变研究。在对基因科学迟来的接纳之后，苏联也是一个热情的接受者。在共产主义垮台后，充满铯-137的放射性伽马科洛斯塔被遗弃在大地上。(在9/11事件之后，随着美国政府担心放射性物质可能会变成一枚“脏弹”，它们成为了最近在前苏联加盟共和国展开的一场可怕的寻宝行动的主题。)Pathirana在返回斯里兰卡之前在莫斯科获得了博士学位，他说，与美国不同，农业国家对于集中种植农作物且广泛向农民分发种子的农业国家来说，这种模式可以确保农作物获得更高的产量和理想的性状。

1964年，联合国粮食和核能机构、粮食及农业组织(FAO)和国际原子能机构(IAEA)同意合并它们的突变育种项目，成为诱变技术的全球主要赞助者。“粮农组织/国际原子能机构一直在资助发展中国家发展这些项目，”Pathirana说，他的职业是培育变种芝麻、花生和大米，这让他去过世界各地的核设施，并确保他永远难以通过机场安检。粮农组织/国际原子能机构诱变品种数据库中至少登记了3,365个突变品种，每个品种都对来自70个国家的220种作物中的一种进行了有益的改良。根据粮农组织/国际原子能机构的数据，中国至少还有200个。

其中许多是为应对特定挑战而开发的。在2007年的一次采访中，粮农组织/国际原子能机构植物育种主任Pierre Lagoda讲述了一种正在杀死加纳可可树的病毒，当使用伽马射线培育出一种抗病毒突变体时，这种病毒被阻止了。在越南，该机构帮助培育了一种诱变水稻，这种水稻在酸性和盐碱地中生长得更好，产量提高了四倍，帮助养活了自给自足的农民。

在此期间，辐射诱变育出了一些日常所需的作物:深红的葡萄柚里约热内卢红柚是由辐照的种子培育出来的，具有独特的颜色，约占德克萨斯州种植的全部柚子的四分之三。一种名为Calrose 76的中长粘性稻米被育成矮且易于通过联合收割机收获的品种，成为了加利福尼亚州目前最常见的水稻品种。一名澳大利亚研究人员培育了亚麻籽突变体利诺拉(Linola)，它能产生一种与橄榄油非常相似的脂肪酸成分，并用它来制作黄油状的涂抹酱，以及其他食品。饮料和食物都发生了变化：据苏格兰詹姆斯·赫顿研究所(James Hutton Institute)大麦遗传学家比尔·托马斯(Bill Thomas)所说，一种名叫Golden Promise的高产大麦在70年代和80年代非常受欢迎，以至于“如今年份在35至40之间的任何威士忌都很有可能来自这种大麦”。

随着转基因技术在70年代和80年代开始取得长足进步，使研究人员能够生产所谓的转基因生物(GMO)，这些分散的随机诱变育种实验使他们的GMO竞争对手退居二线，从而使科学家能够合理地设计性状。转基因生物在产量，抗虫性和抗除草剂性方面取得了显著成果，“因此，无需除草就可实现工业化种植，”粮农组织/国际原子能机构联合部植物育种和遗传学负责人Shoba Sivasankar说。

日本日立欧姆宫市辐射育种研究所的伽马花园

但是，西瓦桑卡尔补充说，它在亚太地区仍然很受欢迎，而且仍在继续。她解释说，“在亚太、非洲等地区，我们正在努力提高粮食产量以保障粮食安全，改善营养”，诱变仍然很重要。“对于那些在气候变化压力下为粮食安全和产量稳定而战的地方，诱变育种是非常、非常关键的。”

环顾今天西方杂货店的货架或农民的农田，几乎没有什么基因创新能与转基因生物的转基因技术相提并论。20世纪90年代，转基因作物在美国遍地开花，到2015年，美国94%的大豆和92%的棉花都是转基因作物。所以诱变并没有改变我们生活的世界和我们耕种的土地。尽管对战后时期持乐观态度,但仍有一些提醒,柯里说:“到处都有人指着农田说，上有作物景观,人们指出说,“这就是一个通过诱变育种产生新品种的例子，诱变育种使其拥有了新的性状或特征，从而变得有益或有经济效益。