8月29日，載人航天工程空間應用暨空間站高等植物培養實(shí)驗階段性進(jìn)展情況介紹會(huì )在中科院空間應用中心及分子植物卓越中心舉行。據介紹，截至目前，問(wèn)天實(shí)驗艙各有效載荷狀態(tài)良好、工作穩定，隨艙發(fā)射科學(xué)實(shí)驗項目在軌實(shí)驗按計劃開(kāi)展。載有實(shí)驗樣品擬南芥種子和水稻種子的實(shí)驗單元已由航天員安裝至問(wèn)天實(shí)驗艙的生命生態(tài)通用實(shí)驗模塊中，目前植物已經(jīng)發(fā)芽生長(cháng)。
問(wèn)天實(shí)驗艙是中國空間站第二個(gè)艙段，也是首個(gè)科學(xué)實(shí)驗艙。發(fā)射入軌后，航天員已完成生命生態(tài)實(shí)驗柜通用生物培養模塊解鎖、狀態(tài)設置、輻射測量模塊和植物培養單元安裝，并完成了變重力科學(xué)實(shí)驗柜、科學(xué)手套箱、低溫存儲裝置、生物技術(shù)實(shí)驗柜的解鎖和組裝，組裝過(guò)程順利高效。組裝完成后，科學(xué)實(shí)驗柜開(kāi)展了既定的在軌測試內容，相關(guān)科學(xué)實(shí)驗柜及科學(xué)實(shí)驗系統工作正常，載荷狀態(tài)良好。目前正在進(jìn)行應用數據的詳細判讀和分析。
問(wèn)天實(shí)驗艙發(fā)射后，空間環(huán)境保障分系統24小時(shí)監測空間環(huán)境的變化情況。根據目前空間環(huán)境監測數據分析，近期太陽(yáng)活動(dòng)水平極低到低，地磁活動(dòng)以平靜至微擾為主，有利于空間站各項在軌工作的開(kāi)展。
解密問(wèn)天實(shí)驗艙植物生長(cháng)實(shí)驗
——探索微重力條件下高等植物開(kāi)花調控分子機理
科學(xué)家們對于在空間種植和栽培植物進(jìn)行了大量的研究，在各種空間飛行器中進(jìn)行了20多種植物的培養實(shí)驗。早期人們的空間植物培養實(shí)驗主要目標是如何在空間環(huán)境中養活植物，使其能夠萌發(fā)、生長(cháng)、開(kāi)花和產(chǎn)生種子，如今這些目標都一一實(shí)現了。目前科學(xué)家們的研究重點(diǎn)逐漸由對植物幼苗階段的研究擴展至種子生產(chǎn)研究。但是，目前只有油菜、小麥和豌豆少數幾種作物在空間完成了從種子到種子的實(shí)驗。
擬南芥幼苗已長(cháng)出四片葉子 水稻幼苗生長(cháng)良好
△微重力條件下水稻的生長(cháng)發(fā)育情況
中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng )新中心鄭慧瓊研究團隊承擔了“微重力條件下高等植物開(kāi)花調控的分子機理”生命科學(xué)實(shí)驗項目。7月28日，載有實(shí)驗樣品擬南芥種子和水稻種子的實(shí)驗單元，由航天員安裝至問(wèn)天實(shí)驗艙的生命生態(tài)通用實(shí)驗模塊中，通過(guò)地面程序注入指令于7月29日啟動(dòng)實(shí)驗。目前已成功啟動(dòng)了擬南芥和水稻的種子萌發(fā)，擬南芥幼苗已長(cháng)出四片葉子，高稈水稻幼苗已長(cháng)至14厘米左右高，矮稈水稻也有4~5厘米高，生長(cháng)狀態(tài)良好，后續將完成擬南芥和水稻在空間從種子到種子全生命周期的實(shí)驗，并在實(shí)驗過(guò)程中由航天員采集樣品、冷凍保存，最終隨航天員返回地面進(jìn)行分析。
△水稻
本次空間實(shí)驗樣品擬南芥和水稻是兩種模式植物。擬南芥代表雙子葉、長(cháng)日、十字花科植物， 很多蔬菜，比如青菜、油菜等都屬于十字花科。而水稻代表單子葉、短日、禾本科植物，很多糧食類(lèi)作物，比如小麥、玉米等屬于禾本科。本項目主要研究空間微重力條件下，擬南芥和水稻的開(kāi)花調控的分子機理?！伴_(kāi)花”是植物結出新一代種子的前提。農作物的種子既是糧食，也是繁殖下一代的載體。隨著(zhù)載人深空探測的發(fā)展深入，比如登陸火星，要想真正解決人類(lèi)長(cháng)期空間探索的糧食保障問(wèn)題，必須解決在空間生產(chǎn)糧食這一難題。因此，太空種植的農作物必須具備高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高生產(chǎn)效率和低能源消耗的要求。
△微重力條件下擬南芥的生長(cháng)發(fā)育情況
本次實(shí)驗的目標是完成擬南芥和水稻在空間站從種子到種子全生命周期的培養研究，探索利用空間環(huán)境因素控制植物的開(kāi)花，來(lái)實(shí)現在較小的封閉空間中植物生產(chǎn)效率最大化的可能途徑，同時(shí)通過(guò)航天員在軌采集樣品，冷凍保存返回分析，鑒定空間微重力調控植物開(kāi)花的關(guān)鍵樞紐基因并對其進(jìn)行功能驗證，為下一步構建適應空間微重力環(huán)境的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)農作物提供分子元件。
△擬南芥
分子植物卓越中心鄭慧瓊研究員表示，希望通過(guò)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(shí)驗，并獲得水稻培養的關(guān)鍵環(huán)境參數，為進(jìn)一步解析空間微重力對水稻生長(cháng)發(fā)育的影響及分子基礎，利用水稻進(jìn)行空間糧食生產(chǎn)提供重要理論指導。同時(shí)，通過(guò)轉錄組分析比較擬南芥和水稻兩種模式植物在空間環(huán)境中開(kāi)花途徑關(guān)鍵基因的表達及其調控網(wǎng)絡(luò )的變化，解析空間微重力對于長(cháng)日和短日植物開(kāi)花的分子機理，為進(jìn)一步創(chuàng )制適應空間環(huán)境的作物和開(kāi)發(fā)利用空間微重力環(huán)境資源提供理論依據。
?。偱_央視記者 帥俊全 張春玲 趙迎晨 郝亮）
