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除了出艙任務(wù)，在軌長(zhǎng)期駐留乃至長(zhǎng)期空間探索，如何利用植物保障人類(lèi)在地外環(huán)境中生存所需要的食物、氧氣和純凈水，是空間生命科學(xué)關(guān)注的重要問(wèn)題。7月29日，中國(guó)空間站在軌啟動(dòng)了“太空綠植”培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，本次植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是完成水稻在太空從種子到種子全生命周期的培養(yǎng)研究。

目前問(wèn)天艙內(nèi)生命生態(tài)通用實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的擬南芥和水稻的種子已經(jīng)成功萌發(fā)，擬南芥幼苗已經(jīng)長(zhǎng)出多片葉子，高稈水稻幼苗已經(jīng)長(zhǎng)至30厘米左右高，矮稈水稻也有5到6厘米高，生長(zhǎng)狀態(tài)良好。

【資料圖】

在太空中培育植物究竟需要什么樣的設(shè)備？為了給大家?guī)?lái)直觀的感受，記者近日探訪了設(shè)備的研發(fā)機(jī)構(gòu)——中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所，那里有和問(wèn)天艙“同款”的太空綠植培育設(shè)備。

記者探訪空間站"同款"植物培育設(shè)備

總臺(tái)央視記者竇筠韻：在我身邊的這樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，就是目前在空間站所進(jìn)行的擬南芥和水稻種植所使用的一模一樣的設(shè)備，那在空間站里面水稻和擬南芥的種子就是放在這樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn)單元里面，隨后放入這樣的設(shè)備里面，再進(jìn)行一個(gè)種植，那這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以提供水稻和擬南芥種植所需要的一些環(huán)境和條件。

中科院上海技術(shù)物理研究所空間生命科學(xué)儀器團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張濤：我們這里邊配置了不同的相機(jī)，上面那個(gè)相機(jī)是可以監(jiān)視整個(gè)植物生長(zhǎng)的情況，下面那個(gè)熒光相機(jī)是我們可以給植物生長(zhǎng)過(guò)程當(dāng)中它有一些特殊的熒光表達(dá)，那么它到了某個(gè)階段，我們通過(guò)熒光燈來(lái)激發(fā)它，來(lái)獲取熒光圖像，可以得到它特殊的表達(dá)的一個(gè)結(jié)果，這也是一種研究的結(jié)果。

同時(shí)我們?cè)谡麄€(gè)大的腔室里邊分了兩個(gè)溫區(qū)，一個(gè)溫區(qū)溫度偏低一點(diǎn)的，比如說(shuō)到21攝氏度一個(gè)范圍，另外一個(gè)溫區(qū)可能達(dá)到30攝氏度，這兩個(gè)溫區(qū)實(shí)際上是分別適合于不同的植物生長(zhǎng)用的。比如說(shuō)像水稻它要求的溫度要高一些，擬南芥要求溫度要低一點(diǎn)，可以根據(jù)不同植物它對(duì)光源的需要，我們可以通過(guò)指令來(lái)調(diào)整這個(gè)光的組成部分。

據(jù)介紹，此次生命生態(tài)科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以多種類(lèi)型的生物個(gè)體如植物種子、幼苗、植株、兼顧動(dòng)物個(gè)體為實(shí)驗(yàn)樣品，除了水稻、擬南芥外，還將開(kāi)展線(xiàn)蟲(chóng)、果蠅、斑馬魚(yú)等空間生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，預(yù)期成果將促進(jìn)人類(lèi)對(duì)生命現(xiàn)象本質(zhì)的理解，揭示微重力對(duì)生物個(gè)體生長(zhǎng)、發(fā)育與衰老的影響，探索空間輻射生物學(xué)和生命起源機(jī)理，為航天員健康和防護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

有望實(shí)現(xiàn)空間水稻“從種子到種子”培養(yǎng)

在過(guò)去六十多年中，科學(xué)家們對(duì)于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)。

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)。而中國(guó)空間站這次空間實(shí)驗(yàn)的重要意義，就是要首次在空間微重力條件下實(shí)現(xiàn)水稻“從種子到種子”全生命周期的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。

在中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心，有這樣一個(gè)儀器，專(zhuān)門(mén)用來(lái)模擬植物在微重力情況下的生長(zhǎng)。

中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員鄭慧瓊：這就是一個(gè)回轉(zhuǎn)器。它的作用是模擬空間微重力效應(yīng)，因?yàn)榭臻g的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)畢竟是非常珍貴的，要在天上做一次實(shí)驗(yàn)，要等很長(zhǎng)時(shí)間，所以在地面我們就制造出來(lái)這么樣一個(gè)儀器來(lái)模擬，失去了方向以后對(duì)植物的影響，為我們將來(lái)設(shè)計(jì)更適合空間的植物提供參考。但是地面畢竟重力還是存在的，只能模擬空間的部分效應(yīng)，所以最終你要了解空間環(huán)境對(duì)植物的影響，還必須要上到太空去做，所以這次我們?cè)谀莻€(gè)問(wèn)天艙里面就有植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。

空間植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn) 聚焦三大科學(xué)問(wèn)題

本次項(xiàng)目聚焦三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題：微重力怎樣影響開(kāi)花？微重力影響植物開(kāi)花的分子機(jī)理是什么？能否利用微重力環(huán)境作用來(lái)控制植物的開(kāi)花？圍繞這三個(gè)關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)題，通過(guò)分析比較微重力在植物開(kāi)花過(guò)程中的作用，獲取微重力調(diào)控開(kāi)花的分子基礎(chǔ)與關(guān)鍵基因的表達(dá)變化，從而為將來(lái)在太空種植糧食提供理論指導(dǎo)。

中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員鄭慧瓊：下一步我們就是通過(guò)航天員在手套箱里面進(jìn)行采樣，我們分兩種情況采用，一個(gè)是開(kāi)花期的，把這個(gè)葉子采回來(lái)，然后通過(guò)凍存以后回來(lái)分析，在空間這些基因和蛋白質(zhì)的變化跟地面進(jìn)行對(duì)比，另外我們?cè)诳臻g成熟的種子也采回來(lái)進(jìn)行分析，分析種子的情況，這次我們希望能夠成功地在空間收到水稻的種子，這樣我們將是在國(guó)際上首次完成了水稻從種子到種子的全生命周期的培養(yǎng)。

（總臺(tái)央視記者帥俊全劉璐璐竇筠韻成奕霖張峻赫）

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