中國太空站問天實驗艙種子萌芽 高桿水稻幼苗已長至30厘米高

撰文:林芷瑩
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中國太空站問天實驗艙傳來好消息。實驗艙的擬南芥和水稻種子成功萌發,長出幼苗。

問天實驗艙搭載了生命生態實驗櫃、生物技術實驗櫃等科學實驗櫃。中國科學院分子植物科學卓越創新中心(下稱分子植物卓越中心)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,是國際上首次對水稻在太空站從種子到種子全生命週期的培養研究。

目前,擬南芥幼苗已長出4片葉,高桿水稻幼苗已長至30厘米高,矮桿水稻有5至6厘米高,生長狀態良好。在實驗過程中,航天員會採集樣本、冷凍保存,最終隨航天員返回地面後再作分析。

微重力情況下擬南芥的生長發育情況組圖。(澎湃新聞)

據介紹,擬南芥和水稻是兩種模式植物。擬南芥代表雙子葉、長日、十字花科植物, 不少蔬菜如青菜、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,糧食類作物如小麥、玉米等都屬於禾本科。

值得一提的是,比起在地球上受重力影響長出的水稻苗,太空站內的矮株水稻在微重力情況下變得軟趴,高株水稻則更為雜亂。

本次實驗的目標是完成擬南芥和水稻在太空站從種子到種子全生命週期的培養研究,探索利用空間環境因素控制植物的開花,來實現在較小的封閉空間中植物生產效率最大化的可能途徑。

微重力條件下水稻的生長發育情況組圖。(澎湃新聞)

同時,通過航天員在軌採集樣品,冷凍保存返回分析,鑑定空間微重力調控植物開花的關鍵樞紐基因並對其進行功能驗證,為下一步構建適應空間微重力環境的高產優質農作物提供分子元件。

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」全生命週期的培養實驗,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。

同時,研究團隊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,為進一步創制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。