自从人类登上历史舞台，在依靠着聪明才智适应和改造自然环境的过程中， 随着人口数量的增长、对物质和能源需求量的逐渐提升，人类开始向共同生活在地球上的动物和植物开展了“调教” ，使其更加高效、充分地满足人类的需求。

(资料图)

人类对食物的需求推动了培育植物方式的改变

特别是进入工业社会以后，人类对动植物的“改造”进程明显加快， 通过饲养和培育环境的优化、外界环境的刺激、杂交基因育种、送上太空等方式，培育出了多种高产量的粮食作物、口感更佳的肉类食品、味道更甜香的水果 等等。

在历史上， 美国和其他一些国家 ，围绕创造更甜的水果， 开展了持续的放射性物质辐射实验， 当然也取得了比较明显的成果，一些受验水果经过多代的选育，口感真的要比原来的要甜很多。

说到这个实验，很多人肯定心中有很大的疑问，在人们的认知中，放射性物质通过衰变所产生的辐射，会释放出多种高能粒子，对生物体和人类的细胞正常生理机能都会产生或多或少的影响，甚至能危及生命。那么， 用辐射的方法培育的水果，到底能不能吃呢？

美国开展的辐射植物实验

这样的实验最初开展的地方，是美国纽约布里克海文国家实验室。在上世纪50年代，该实验室被建造成了一个 “伽马花园 ”。“花园”的面积达2万多平方米，被布置成一个同心圆的形状，在放射源中心不同距离处，分别放置了相应的植物。在花园的中心，有一个 以钴-60为放射源的装置 ，每天开启装置20个小时。

通过这个实验室，研究人员可以直观地观察辐射对各种植物带来的影响，另外在较长的时间周期内，能够通过深入的检测，来判断伽马射线是否能够给植物带来有益的基因突变。在实验的过程中，研究人员首先发现，那些 距离放射源较近区域的植物 ，相继发生明显的变化，有的 生长比较缓慢 ，有的出现了各种“病症”，有的 甚至枯萎死亡 。距离放射源越近的区域，上述负面的影响程度就越高。只有 在同心圆最外侧的植物，看起来没有什么变化 。

当然，实验进行到这，还不能达到目的，因为根本不能从这些现象，来判断那些经受住辐射考验的植物，到底有没有发生有益的基因突变。于是研究人员 将外围植物的种子分发给一些感兴趣的民众志愿者 ，让他们来种植这些种子，并观察种子萌发、植株生长和开花结果等状况。

然而，这些志愿者在反复进行多轮后，逐渐失去了兴趣，因为 从辐射植物的后代植株发育上，也看不出与正常植物的明显区别来 。这也很好理解，毕竟如果发生基因突变，很多并不能依靠外观来体现出来，必须借助高精尖的检测分析设备才能发现。

虽然这样，美国对这个实验也一直没有放弃，甚至推动国际原子能机构和联合国粮食也开展了类似实验，结果还 真的选育出了发生有益基因突变的植物来 ，这里面既包含了上千种的粮食作物，也包括了一些水果，选育后的 粮食品种产量更高、耐受性更强，水果则口感度明显上升 。

辐射造成基因突变的原因

大家知道，核裂变释放的射线有几种，主要是 伽马射线、阿尔法射线、贝塔射线 。其中， 阿尔法射线 是由氦原子核构成， 穿透力最差， 用一张纸就能阻挡，不过一旦进入生物体内，危害性就比较大了。 贝塔射线 是电子流，如果照射到人体的皮肤和生物体的体表， 会造成一定程度的灼烧 ，不过由于它的穿透力也比较小，只要不是距离太近，进入生物体内的数量和强度都比较小。

另外一种射线- 伽马射线 ，是一种波长很短、携带能量极高的电磁波，它的 穿透能力最强 ，能够高效穿透人体、金属和建筑物，不但 对机体细胞的伤害很大 ，而且影响范围也很广。因此，在开展辐射对植物的影响实验时，多数采用的就是这种伽马射线， 当伽马射线进入植物细胞以后，很容易引发DNA链的断裂 。而植物为了修复这种断裂，往往造成基因链匹配方面的错位，因此 产生基因突变的概率较高 。

这些因辐射造成的基因突变，与其他外界环境的变化导致的基因突变，其实原理都是一样的。对生物体而言，基因突变是几乎每时每刻都在发生的，只不过正常情况下， 绝大多数的突变都是既没有坏处，也没有好处，属于无用的突变 。而不利的基因突变，使生物体适应外界环境变化的能力发生减弱，最终可能被无情淘汰掉。只有那些 有利的基因突变，则会在适应环境过程中保留下来，并进一步发展壮大 。

给我们的启示

之所以美国通过辐射实验培育出的很多粮食作物、水果，能够推广到世界很多地区，除了人们认为这样培育后的作物和水果，要比之前常规的更能满足人类的需求外， 美国科学家 的论断也起到很大的作用，他们 认为这种辐射育种技术，相对于基因变异技术来说，不会改变现有的植物DNA结构，也不会引入其他新的遗传物质，而且辐射后的植物和种子也不带有放射性，成本也更低 。

的确，很多通过辐射“改造”后的植物，真的满足了我们对粮食作物高产、对水果更加香甜的需求，但我们仍然要对此有更加清醒的认识，因为这是以我们人类的标准出发的， 基因突变是否有利的首要原则，应该是以植物是否更加适应环境为衡量标准，而不是人类的需求 。

除此之外，我们还应该关注 辐射育种在突变方向的不可预测性、通过突变改变性状的单一性、有一定几率产生突变嵌合体等弊端 ，这些不利因素，将成为今后辐射育种必须要重点研究和解决的问题， 需要最大限度地在辐射剂量和对植物损伤方面取得最佳平衡 ，确保人类在摄入这样的植物后，不会出现潜在的不利影响。

关键词： 基因突变 粮食作物 辐射育种