2018-10-09 18:06:17 慕罄白
天宮二號是中國第一個真正意義上的空間實驗室，空間應用系統(tǒng)在天宮二號空間實驗室上安排了共14項空間科學和應用任務，其中包括選擇了水稻和擬南芥，計劃進行“從種子到種子”的植物全生育發(fā)展過程實驗。為發(fā)展空間植物培養(yǎng)技術(shù)、探索保障人類長期空間生存，又向前邁進了一步。
天宮二號 據(jù)課題負責人、中科院植物生理生態(tài)研究所鄭慧瓊研究員介紹，高等植物是空間生態(tài)生保系統(tǒng)的關鍵因素。如何利用植物在空間生產(chǎn)糧食與蔬菜，供人類長期空間生活需求，是載人航天必須要解決的關鍵科學問題之一?！ ∫酝?，我國利用返回式衛(wèi)星也曾開展過多次空間搭載飛行實驗，但由于在太空中時間有限，最多只能展開種子萌發(fā)、幼苗生長階段的實驗。2016年9月15日，天宮二號在發(fā)射之際，搭載了一個由中科院上海技術(shù)物理研究所研制的微型培養(yǎng)箱，里面種植有糧食作物的典型代表水稻，和綠葉植物的典型代表擬南芥?！ 〕瞬糠种参飿悠酚?016年11月18日隨著神舟十一號返回地面，大部分植物樣品至今仍然留在天宮二號?？蒲腥藛T成功地通過地面遙控，對留在太空中的培養(yǎng)箱進行溫控和澆水，啟動了擬南芥和水稻生長，并順利開花結(jié)果。這是我國首次在太空中完成“從種子到種子”全過程的空間植物培養(yǎng)實驗?！ ∴嵒郗偙硎荆舜螌嶒烌炞C了利用植物光周期反應原理調(diào)控空間植物營養(yǎng)生長與生殖生長的設計思想，為有效利用空間有限資源進行最大化的植物生產(chǎn)，提供了重要空間實驗證據(jù)；首次成功獲得了擬南芥和水稻在“長日”與“短日”條件下，生長發(fā)育全過程的實時圖像數(shù)據(jù)，有多項新的發(fā)現(xiàn)；在國際上首次成功為基因信息安裝了“追蹤器”，利用植物開花基因“啟動子”帶動綠色熒光蛋白，在微重力條件下表達并獲得實時熒光圖像；首次獲得微重力在葉維管組織發(fā)育作用的證據(jù)，并對其進行了轉(zhuǎn)錄組分析；首次對水稻吐水、擬南芥壽命和根的“向觸性運動”進行了觀察與分析?！ ⊥ㄟ^與地面上同步種植的水稻與擬南芥進行對比研究，科研人員還發(fā)現(xiàn)了一些有趣現(xiàn)象：例如，由于在太空中沒有地球上的重力引導，植物方向感差，根的定向生長運動明顯受阻，太空中的水也不能有效地回到土壤中。但在太空微重力的條件下，水稻的吐水活性卻顯著增強。利用這一特性，未來可應用于空間制備凈化水或空間制藥?！ ?ldquo;點頭運動”是植物細胞周期性生長的外在表現(xiàn)，其過程受到生物鐘基因的嚴格控制。研究發(fā)現(xiàn)，太空中生長的擬南芥花序軸的點頭幅度和頻率，都明顯小于地面對照，說明微重力抑制了植物的點頭運動。 研究還發(fā)現(xiàn)，植物在太空中雖然開花晚，長得慢，但衰老速度慢，壽命顯著延長。太空中擬南芥在“長日”條件下，植株比地面對照多活65天，“短日”轉(zhuǎn)“長日”，植株則比地面多活456天。在太空中，水稻的第一和第二葉片衰老也慢于地面。 拓展知識：天宮二號挑選了兩種的水稻和擬南芥是典型的受光周期誘導的高等植物，水稻是短日照植物，而擬南芥是長日照植物?？臻g實驗種植在將來可進一步應用于作物產(chǎn)量與品質(zhì)的改良，以及空間生命生態(tài)支持系統(tǒng)中植物品種的選育等，也為有效利用空間有限資源進行最大化的植物生產(chǎn)提供了重要的空間實驗證據(jù)。
實習編輯：于婷婷
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