7月24日14時22分,我國首個空間站科學實驗艙——問天實驗艙在文昌航天發射場成功發射。7月28日,載有實驗樣品擬南芥種子和水稻種子的實驗單元,由航天員安裝至問天實驗艙的生命生態通用實驗模塊中,通過地面程序注入指令,7月29日正式啟動實驗。

8月29日,經過為期一個月的培養,《中國科學報》從中國科學院獲悉,目前已成功啟動了擬南芥和水稻的種子萌發。擬南芥幼苗已長出多片葉子,高稈水稻幼苗已長至30厘米左右,矮稈水稻也有5~6厘米高。
中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員鄭慧瓊表示,希望通過本次研究,在國際上首次完成空間微重力條件下水稻“從種子到種子”全生命周期的培養實驗,并獲得水稻培養的關鍵環境參數,為進一步解析空間微重力對水稻生長發育的影響及分子基礎、利用水稻進行空間糧食生產提供重要理論指導。
克服植物“航天綜合征”
從20世紀50年代人類發射第一顆人造地球衛星以來,如何利用植物保障人類在地外環境中生存所需要的食物、氧氣和純凈水,成為空間生命科學最為關注的問題。
從1963年起,科學家們對于在空間種植和栽培植物進行了大量的研究,國際上研制了21個空間植物培養箱或實驗模塊,開展植物培養實驗。
“當植物進入太空失重環境,會發生各種‘航天綜合征’,產生方向亂、開花晚、長得慢、活得長、吐水多等現象。”鄭慧瓊告訴記者。
因此,早期空間植物培養實驗主要目標是如何在空間環境中養活植物,使其能夠萌發、生長、開花和產生種子。如今,這些目標已經實現。
與此同時,一些基本的空間植物生物學問題,如植物的向性生長,根的形成、萌發,種子成分,基因和蛋白質的表達變化等,也在此過程中得到了較為深入的研究。
隨著載人深空探測的進一步發展,要滿足航天員長期的空間生活和工作需求,不能只單純依靠從地球上攜帶糧食。要想真正解決人類長期空間探索的糧食保障問題,必須解決在空間內生產糧食這一難題。
由于地球生命不可能在嚴酷的太空環境條件下無保護地生存,未來的太空作物生產必須在完全封閉的人造環境中進行,種植空間和能源供給都十分稀缺。因此,太空種植的農作物必須具備高產優質、高生產效率和低能源消耗的要求。
“我們研究在完全封閉太空條件下如何培養或栽培植物,是希望探索作物在太空環境中高效生產所需要的條件因素和技術途徑,篩選和創建適合太空生產的農作物新品種,以此建立以植物為基礎的空間生物再生生命支持系統,最終實現人類長期太空探索的目標。”鄭慧瓊說。
關鍵詞: 問天實驗艙水稻 擬南芥種子和水稻種子 高稈水稻幼苗 水稻全生命周期培養
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