宇宙葡萄藤—将葡萄藤送入太空以助葡萄酒行业在气候变化中求生

波尔多葡萄酒田的四月清晨通常是葡萄藤上第一朵花蕾出现时，城堡对游客重新开放，品酒之旅开始。但今年4月，连续三个夜晚气温低至零下5°C，给2021年的收成带来了威胁。种植者说，这是记忆中最严重的霜冻，一些波尔多合作社已经报告说，他们90%的作物被毁。

其他葡萄园里挤满了惊慌失措的酿酒师，他们采取了一种古老的做法，用一排排的石蜡蜡烛或燃烧干草包和桶火点亮田野，释放出浓密的火山灰，使空气都变浓了。为了抵御无情的霜冻，燃烧看起来就像一种黑魔法的仪式，同时也是释放保护性烟雾的一种简单有效的方式。

在这种末日般的背景下，法国政府宣布这是一场“农业灾难”。然而，随着气候冲击变得越来越普遍，该地区的酿酒师正在寻求新技术，以保护葡萄酒的未来。该地区拥有Château Petrus和Château Margaux等著名酒庄。随着气候变化使天气模式越来越难以预测，也许目前最奇怪和最激进的反应不是利用原始火，而是利用太空飞行的微重力宇宙射线浴来改变葡萄本身的DNA。

在波尔多市郊Villenave-d 'Ornon的一个温室里，一组科学家正在培育下一代突变葡萄，他们希望这种葡萄能够抵御霜冻、疾病和干旱等冲击。这项代号为CANES的任务是由法国航空航天初创公司“太空货运无限”、波尔多大学(University of Bordeaux)著名的葡萄酒科学研究所(ISVV)、葡萄种植者Mercier和欧洲航天局(European Space Agency)共同完成的，听起来似乎有些不可思议。2020年3月6日，该团队从起飞前的几个月里从当地的葡萄藤上剪下了320颗芽，所有的芽都还活着，但处于冬眠状态，并用SpaceX的猎鹰9号火箭将它们发射到国际空间站。计划在那里度过6个月，随着冠状病毒大流行在地球肆虐，这棵藤苗在六角形的细胞内围绕地球旋转约6500次，在距离地球400公里的轨道上飞行了10个月。

这项实验对葡萄藤进行了严格的控制，以观察它们在微观层面上的反应。虽然他们被密封在一个太空舱里，以保护他们免受空间的寒冷和真空，但他们受到微重力和被称为宇宙射线的超加速粒子的影响。宇宙射线是一种辐射，可以在太阳耀斑或遥远的超新星中激增。今年1月，该实验在佛罗里达海岸附近的地面上飞溅着陆，试图通过将葡萄藤推向极限，在如此极端和敌对的环境中诱发基因突变和新行为，从而启动进化本身。

1月下旬以来，波尔多大学(Bordeaux University)教授、首席研究员Stéphanie Cluzet几乎每天都对125根葡萄芽进行了检测。63种是赤霞珠(cabernet sauvignon)， 62种是梅洛(merlot)，这是该地区最著名的两种葡萄品种。她仔细观察树叶的颜色、形状和上面长出的细毛。它们生长不均衡。尽管“太空货运无限”公司已经宣布，从太空种植的葡萄比在地面上种植的葡萄藤生长得更快(在波尔多的冰箱里种植的葡萄藤和在地面上种植的葡萄藤长得一样快)，但克鲁泽特还是仍然倾向于观望。她和她来自葡萄和葡萄酒科学研究所(ISVV)的团队拍摄了无数张照片，记录了物候阶段，花蕾是否膨胀、张开，叶子是否展开，是否有任何意想不到的迹象?

给种子施加辐射仍然是一种低成本的方法，可以生产出具有有益突变的作物。

她说，其目的是收集“最大限度的信息”，以发现隐藏在植物细胞内的变化。“我们想要破解它们的秘密，如果它们有的话，因为它们被安置在非常恶劣的环境中，经历了一段如此不寻常的旅程。”

但是，在这一切之后，任务的成功或失败现在还有待在温室中观察。明年,克鲁塞和任务的支持者希望打消人们对这是一个简单的宣传噱头的怀疑，转而开展一项新的生物技术业务，所有这些都将要求他们证明这种牵强附会的方法能够使他们的太空藤蔓产生有益又的可控的性状。

在太空种子

太空诱变或“太空诱变育种”是将种子或生物(如藤条)运送到宇宙辐射比地球强的太空，以使射线和应激条件诱发突变，并有望产生有益的新性状的过程。这已经持续了很多年，种子通过卫星飞行，载人飞船装载，并在高空气球中发射。返回后，它们被种植并进行至少两代的观察，在那里研究人员将选择更大的产量和耐旱、疾病或霜冻等积极性状。在许多情况下，它们与现有的品种杂交，以分离出积极的特性，并筛选出不需要的变化，例如，水果味道的不好的变化。

CANES任务只是一系列太空育种实验中的一项，这些实验目前正在美国宇航局、欧洲航天局和中国航天科技集团的支持下进行。它们涉及越来越多的私营部门参与者，包括卢森堡的太空货运无限公司和休斯顿本土的太空硬件公司Nanoracks，该公司与阿布扎比政府公司合作，开发了“第一个商业农业技术太空研究项目”，被称为StarLab太空农业中心。培育能适应阿联酋沙漠气候的作物。

到目前为止，中国在太空诱变种植作物方面是独树一帜的。从1987年开始,中国航天科技集团公司派出数百公斤的种子或组织为短旅行从四天到一个月,在 2006 年的一颗可回收卫星实践 8 号上达到了顶峰，该卫星将超过 200 公斤的种子运入轨道和微生物，涵盖152种。

位于北京的中国农业科学院国家作物太空诱变育种中心主任刘鲁祥说，太空诱变育种是“目前作物改良的重要方法之一”。自2001年以来，中国将太空诱变育种确定为“十五”计划的国家重点持续项目。“十五”计划是中央政府制定的指导经济发展的重大战略文件。“在过去的30年里，我们开发并正式发布了超过200个突变品种的作物，包括水稻、小麦、玉米、大豆和各种蔬菜。事实上，如今在中国农民中第二受欢迎的小麦品种绿原502就是太空育种培育出来的。”

正在被准备送上太空的藤蔓

绿源502的种植面积相当于瑞士那么大，它的产量比在中国种植的标准小麦品种高出10%以上，刘说，还能耐受干旱和一系列气候条件。中国政府已经将太空诱变的这些好处视为其关键目标的一部分，即用仅占世界10%的可耕地养活超过20%的世界人口。根据中国航天科技集团公司向中国官方媒体提供的数据，2018年，中国航天育种产业产生了超过2000亿元(约300亿美元)的直接经济影响，生产了130多万吨粮食。

克鲁泽特说，她的葡萄树正在被观察到“表观遗传修饰”，这是超越基因突变的一步。这些变化不是DNA序列的变化，而是基因表达方式的变化。NASA也进行了一项表观遗传变化的实验，将所谓的“植物世界的实验室老鼠”拟南芥送往国际空间站的高级植物栖息地生长，该实验也将研究这种变化是否可以代代相传。

到目前为止，环绕地球生长的葡萄藤生长得很快，最大的葡萄藤在4月初长出了7片张开的叶子，大约有1英尺高，而有些葡萄藤仍然比第一次采摘时的4厘米高不了多少。对我们地球上的大多数人来说，这是压力重重的一年，想想那些孤独的树枝，它们于 1 月 13 日晚上飞溅到佛罗里达海岸附近的一个胶囊中，却立即被困在一个由于他们独特的出处，边境争端几乎在他们返回法国时杀死了他们。然而对于此类事情，海关表格上没有可勾选的框。

随着“太空货运无限”太空任务的成果在未来几年逐渐揭晓，Pretorius表示，他希望这些成果或其他太空繁殖实验能有结果。他说，我们可以利用我们所能得到的所有投入来应对未来的挑战。“我认为这样的实验现在看起来可能毫无意义，可能看起来像一个噱头，谁知道呢?”

不过，他说，太空任务可能会为未来的生存斗争提供有用的见解。“你知道，我有我的怀疑，但我不会排除它，”普利托里乌斯说。