神十四乘组带回植物种子“太空植物”生长有何奥秘？

十四路神组带回的植物种子「太空植物」的生长奥秘是什么？

12月4日20时09分，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。随舱下降的中国空间站第三批空间科学实验样品也交付给了着陆场的空间应用系统，其中包括经历了120天太空培育和生长并完成整个发育过程的水稻和拟南芥种子。在这次空间科学实验中，中国在世界上首次完成了水稻从种子到种子的全生命周期培育，并获得了水稻种子。

太空种植的水稻和地面种植的有什么区别？太空修炼20天如何实现“从种子到种子”？这些样本是怎么完好无损地回来的？这项成果将为进一步开发适应空间环境的作物提供什么基础？未来空间站还会进行哪些生命生态科学实验？

让我们来看看这个太空项目完成了哪些实验。

一共三项。首先，在轨完成水稻从种子萌发、幼苗生长、抽穗结实全生命周期的栽培试验，获取图像进行分析。

二是太空再生稻修剪后培育成功，产生成熟种子，即第二茬。

第三，在轨完成了拟南芥种子萌发、幼苗生长、不同生物钟等关键开花基因对空间微重力影响的图像观测和分析，并在轨采集样本。

微重力下种植的水稻有什么不同？

太空种的是什么水稻？微重力下生长的“太空大米”和地面上的有什么区别？

通过分析在太空中获得的图像，并与地面实验进行比较，发现空间微重力会影响水稻的许多农艺性状，包括株高、生长速度、开花时间、种子发育进程等。比如水稻的株型在空间上变得更疏松，开花时间比地面稍早。

如何在太空实现水稻的全生命周期栽培？

此前，国际上仅在空间站上完成了拟南芥、油菜、豌豆、小麦的从种子到种子的栽培，没有实现水稻的全生命周期栽培。我国在空间站不仅实现了水稻从种子到种子的全生命周期实验，而且收获了再生稻，稻穗数超出了实验团队的预期。这个成绩是如何取得的？

两种实验种子跟随实验舱升空后，7月29日开始注射营养液实验，11月25日结束。这个项目在轨道上持续了120天。水稻和拟南芥种子的萌发、幼苗生长、开花和结实的整个生命周期已经完成。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员郑慧琼:发射后，航天员把这个实验装置安装在天舱内实验柜的生命生态实验柜里。生命生态实验柜可以为植物提供光照，维持温度和湿度，控制气体。以前，它是天空中一颗干枯的种子。在空间站里，有些种子是自动浇水的，有些是宇航员浇水的。通过浇水，种子发芽生长，然后开花结籽，两种植物都完成了其整个生命周期的培育。太空对植物来说是一个巨大的逆境环境，因为生命适应了地球的引力。没有重力，对植物来说是一个很大的挑战。植物和人一样。我们做了许多实验，为种子提供适当的水和营养，改变品种，控制生长环境。比如选择抗微重力能力强、抗胁迫能力强、耐缺氧能力强的水稻品种。最重要的是空间站的生命生态实验舱，为这种更新的植物培养技术提供了非常好的培养环境。

将对水稻和拟南芥样本进行哪些后续研究？

沈锡成组返回的水稻和拟南芥样品已经交付给科研机构，那么实验组下一步将如何对这两种植物样品进行研究？

目前，部分返回的水稻和拟南芥样品已经修复，水稻种子将带回实验室进一步培养。

中国科学院分子植物科学卓越与创新中心研究员郑慧琼:对于冷冻植物，我们需要做一些组学分析报告，它的转录组研究它的基因表达分析，还要做一个蛋白质组分析。除此之外，我们收到的种子，一方面希望看到它后代的生命力，能不能发芽，另一方面也希望看到它的营养成分有没有变化，后续会做进一步的分析。

如何让植物在空间站享受到足够的光照？

在空间站种植植物，这些植物如何获得足够的光照？在这个实验中，植物是在问天舱内的实验柜中培养的，不能被阳光照射。然而，在实验柜中有人工光源。通过调节光源的强度和光谱，可以为植物提供足够的光来满足生长和发育的需要。同时，科学家可以根据不同植物对光的不同需求来设计相应的光照条件。

空间环境下完成植物生命周期种植有哪些难点？

实验团队在空间实验空间完成植物生长周期的环境控制面临的最大问题是什么？

中国科学院分子植物科学卓越与创新中心研究员郑慧琼:在非常狭小的空间内，在人工环境下种植这种作物是非常困难的，保证每个发育阶段都能正常度过和生长是最大的困难，条件非常苛刻。

为什么选择拟南芥和水稻进入空间站进行培育？

专家告诉我们，在过去的六十年里，科学家们对在太空种植和培育植物做了大量的研究，并在各种航天器上进行了数十次植物培育实验。那么，这一次，为什么选择拟南芥和水稻的种子在空中小屋进行培育呢？

专家介绍，拟南芥代表蔬菜，水稻代表粮食作物，可以为未来载人深空探测中的蔬菜和粮食生产提供理论支持。特别是水稻作为人类的主要粮食作物，也是未来载人深空探测生命保障系统的主要候选粮食作物。人类要想在太空长期生存，就必须保证植物能够在太空中完成世代交替，成功繁殖种子。挑选的水稻也分两种，一种是高秆，一种是矮秆。专家表示，高秆和矮秆的籽粒产量也不同。