8月29日，載人航天工程空間應(yīng)用暨空間站高等植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)階段性進(jìn)展情況介紹會在中科院空間應(yīng)用中心及分子植物卓越中心舉行。據(jù)介紹，截至目前，問天實(shí)驗(yàn)艙各有效載荷狀態(tài)良好、工作穩(wěn)定，隨艙發(fā)射科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在軌實(shí)驗(yàn)按計(jì)劃開展。載有實(shí)驗(yàn)樣品擬南芥種子和水稻種子的實(shí)驗(yàn)單元已由航天員安裝至問天實(shí)驗(yàn)艙的生命生態(tài)通用實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，目前植物已經(jīng)發(fā)芽生長。
問天實(shí)驗(yàn)艙是中國空間站第二個艙段，也是首個科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙。發(fā)射入軌后，航天員已完成生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜通用生物培養(yǎng)模塊解鎖、狀態(tài)設(shè)置、輻射測量模塊和植物培養(yǎng)單元安裝，并完成了變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、科學(xué)手套箱、低溫存儲裝置、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜的解鎖和組裝，組裝過程順利高效。組裝完成后，科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜開展了既定的在軌測試內(nèi)容，相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜及科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工作正常，載荷狀態(tài)良好。目前正在進(jìn)行應(yīng)用數(shù)據(jù)的詳細(xì)判讀和分析。
問天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射后，空間環(huán)境保障分系統(tǒng)24小時監(jiān)測空間環(huán)境的變化情況。根據(jù)目前空間環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，近期太陽活動水平極低到低，地磁活動以平靜至微擾為主，有利于空間站各項(xiàng)在軌工作的開展。
解密問天實(shí)驗(yàn)艙植物生長實(shí)驗(yàn)
——探索微重力條件下高等植物開花調(diào)控分子機(jī)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(yǎng)實(shí)驗(yàn)。早期人們的空間植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)主要目標(biāo)是如何在空間環(huán)境中養(yǎng)活植物，使其能夠萌發(fā)、生長、開花和產(chǎn)生種子，如今這些目標(biāo)都一一實(shí)現(xiàn)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(kuò)展至種子生產(chǎn)研究。但是，目前只有油菜、小麥和豌豆少數(shù)幾種作物在空間完成了從種子到種子的實(shí)驗(yàn)。
擬南芥幼苗已長出四片葉子 水稻幼苗生長良好
△微重力條件下水稻的生長發(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(tuán)隊(duì)承擔(dān)了“微重力條件下高等植物開花調(diào)控的分子機(jī)理”生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。7月28日，載有實(shí)驗(yàn)樣品擬南芥種子和水稻種子的實(shí)驗(yàn)單元，由航天員安裝至問天實(shí)驗(yàn)艙的生命生態(tài)通用實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，通過地面程序注入指令于7月29日啟動實(shí)驗(yàn)。目前已成功啟動了擬南芥和水稻的種子萌發(fā)，擬南芥幼苗已長出四片葉子，高稈水稻幼苗已長至14厘米左右高，矮稈水稻也有4~5厘米高，生長狀態(tài)良好，后續(xù)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(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過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(yàn)樣品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， 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，很多糧食類作物，比如小麥、玉米等屬于禾本科。本項(xiàng)目主要研究空間微重力條件下，擬南芥和水稻的開花調(diào)控的分子機(jī)理。“開花”是植物結(jié)出新一代種子的前提。農(nóng)作物的種子既是糧食，也是繁殖下一代的載體。隨著載人深空探測的發(fā)展深入，比如登陸火星，要想真正解決人類長期空間探索的糧食保障問題，必須解決在空間生產(chǎn)糧食這一難題。因此，太空種植的農(nóng)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發(fā)育情況本次實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)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(yǎng)研究，探索利用空間環(huán)境因素控制植物的開花，來實(shí)現(xiàn)在較小的封閉空間中植物生產(chǎn)效率最大化的可能途徑，同時通過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(diào)控植物開花的關(guān)鍵樞紐基因并對其進(jìn)行功能驗(yàn)證，為下一步構(gòu)建適應(yīng)空間微重力環(huán)境的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)農(nóng)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(yǎng)實(shí)驗(yàn)，并獲得水稻培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)，為進(jìn)一步解析空間微重力對水稻生長發(fā)育的影響及分子基礎(chǔ)，利用水稻進(jìn)行空間糧食生產(chǎn)提供重要理論指導(dǎo)。同時，通過轉(zhuǎn)錄組分析比較擬南芥和水稻兩種模式植物在空間環(huán)境中開花途徑關(guān)鍵基因的表達(dá)及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的變化，解析空間微重力對于長日和短日植物開花的分子機(jī)理，為進(jìn)一步創(chuàng)制適應(yīng)空間環(huán)境的作物和開發(fā)利用空間微重力環(huán)境資源提供理論依據(jù)。
(總臺央視記者 帥俊全 張春玲 趙迎晨 郝亮)