華僑網 科技教育 新的突破問天艙忙耕作 水稻苗高30厘米

新的突破問天艙忙耕作 水稻苗高30厘米

圖:解密問天實驗艙植物生長實驗

  近期,神舟十四號航天員在中國空間站問天實驗艙裏「種菜」的視頻熱爆網絡。原來,這正是在問天艙進行的高等植物培養實驗。目前,擬空間站中的擬南芥幼苗已長出葉子,高桿水稻幼苗已長至30厘米左右高,矮桿水稻也有5至6厘米高,生長狀態良好,實驗已經取得階段性成果。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。

  2022年7月24日,問天實驗艙成功發射並與天和核心艙交會對接,問天實驗艙搭載有生命生態實驗櫃、生物技術實驗櫃等科學實驗櫃,其中鄭慧瓊研究團隊承擔了「微重力條件下高等植物開花調控的分子機理」生命科學實驗項目。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,並於7月29日啟動實驗。

  樣品將帶回地面分析

  據報道,實驗目前已成功啟動擬南芥和水稻的種子萌發,擬南芥幼苗已長出葉子,高桿水稻幼苗已長至30厘米左右高,矮桿水稻也有5-6厘米高,生長狀態良好,後續將完成擬南芥和水稻在空間站從種子到種子全生命周期的實驗,並在實驗過程中由航天員採集樣品、冷凍保存,最終隨航天員返回地面進行分析。

  研究微重力條件開花機理

  此次空間實驗樣品擬南芥和水稻是兩種模式植物。其中,擬南芥代表雙子葉、長日、十字花科植物,很多蔬菜,比如青菜、油菜等都屬於十字花科。水稻則代表單子葉、短日、禾本科植物,很多糧食類作物,比如小麥、玉米等屬於禾本科。實驗主要研究空間微重力條件下,擬南芥和水稻的開花調控的分子機理。

  在空間站微重力環境中生長的植物,與地面上也有不同。據報道,與在地球上受重力影響長出的水稻苗相比,中國空間站內的矮株水稻在微重力情況下失去了「筆直的身姿」,變得有些軟趴,高株水稻則更為雜亂一些。值得一提的是,世界各國的科學家們已在空間站種植和栽培植物進行大量研究,不過,在空間條件下,植物開花時間延遲、開花數目少、種子結實率低和種子質量下降等問題仍然沒有克服。

  此次,中國科學家希望通過本次研究,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,並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。此外,科研團隊還希望通過轉錄組分析比較擬南芥和水稻兩種模式植物在空間環境中開花途徑關鍵基因的表達及其調控網絡的變化,可以解析空間微重力對於長日和短日植物開花的分子機理,為進一步創製適應空間環境的作物和開發利用空間微重力環境資源提供理論依據。

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