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怎样在中国空间站种水稻?

来源:中国水稻科学 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2022-09-02 02:26

【作者】:网站采编

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【摘要】澎湃新闻:这次天空中的科研,是如何与地面联动的? 另外在太空中得到的关于模式植物的结论,也可以为我们地面的农业生产和生命科学研究服务。 实验单元里植物的生长状况,每

澎湃新闻:这次天空中的科研,是如何与地面联动的?

另外在太空中得到的关于模式植物的结论,也可以为我们地面的农业生产和生命科学研究服务。

实验单元里植物的生长状况,每小时都有照相,我们每天把照片收集来,进行观察和分析。目前的照片,能让我们从外表来看植物生长的形态,这当然也能反映它的生长规律,但是要真正地掌握规律,还得要看基因层面的表现。所以后面会请航天员采集样品、冷冻保存,最终随航天员返回地面,对这些植物进行基于分子生物学相关的分析。

萌发是相当重要的一步,所以看到水稻种子萌发的时候,先松了一口气。但我们做的科研项目,是研究微重力条件下从种子到种子的全生命周期,拟南芥此前已有成功的先例,这一次想进一步研究如何提质增产;此前在天宫二号上,水稻种子也萌发了,但是进行到这一阶段就没再做下去。所以这一次,是国际上首次对水稻在空间站从种子到种子全生命周期的培养研究。

上千颗备选水稻种子,像“选美”那样一点点筛

本文转自【澎湃新闻】;

微重力条件下水稻的生长发育情况组图。中国科学院分子植物科学卓越创新中心 供图

水稻在太空中呈螺旋状生长

所以与其说我们在做太空研究,就我个人的感受而言,我认为我们更要做对生命本质的研究,这可能是更重要的。

郑慧琼:1992年1月,中国政府批准载人航天工程正式上马,我们单位从那时就参与工作了。我自己是1996年从所里博士毕业,跟着国家载人航天工程空间生命科学分系统的主任设计师刘承宪先生做“空间细胞电融合”项目,之后因刘先生患癌接手主持。2002年底,项目在神舟四号上取得圆满成功,中国的太空植物研究,就是这样从细胞融合开始的。2003年,刘先生不幸逝世。

郑慧琼表示,拟南芥早已完成在太空中从种子到种子的科研,此番是力求对如何增产提质等进行进一步的研究分析;而水稻的萌发关卡已经度过,接下来,他们还在紧张地观察、等待水稻开花结籽,目前总体发育符合预期,“很多人觉得我们在研究的是太空问题,其实我们更是在探寻生命本质的奥秘。”

澎湃新闻:在地面上,如何模拟种子在太空中的情况?

澎湃新闻:您自己是何时参与到太空生命科学研究的项目的?对于未来的工作有什么展望?

那时候中国还是无人飞船,在太空飞的时间也比较短,所以对我们整个植物学展开实验,局限非常大。后来到2016年天宫二号,中国第一个真正意义上的太空实验室,当时拟南芥和水稻由神舟十一号运至天宫二号开展培养实验,6个月就完成了我国首次“从种子到种子”高等植物全周期培养实验。

地面比对实验也会做起来,预计这两周就开始,我们会按太空的环境,把除了重力之外的环境因素数据都下载下来,然后放到地面一样的培养箱中。我们有水稻就长在那里面,会对比看在地面和太空生长的不同情况,不然无法下科学结论。不过,光从目前看到的来说,一些植物生长行为跟地面已经有些不一样了。

对话 郑慧琼

中国科学院分子植物科学卓越创新中心,种子在模拟器中旋转。澎湃新闻记者 邹佳雯 图

还有土、营养液、种植方式,以及模拟太空的生长环境,还须研究人工环境怎么布置,包括选什么样的光、气体,都是在地面做了多年充足的研究。研究完,还要对接硬件专家,通过生态柜把这一套都打造呈现出来,包括要从力学的角度,考虑到这一套系统要安全升空的情况。这一套全部打造出来以后,我们要做大量地面模拟太空的匹配实验,确保地面的先成功,于是也要反复修改数据和成品。所以这真的是一个综合工程。

所以我们最后其实不是想要拿到种子,而是要拿到一类知识。拟南芥此前已经被多个国家在太空成功做出了从种子到种子的实验,但是如何提高种子的产量,仍然值得研究。水稻是人类重要的粮食作物之一,可以说养活了世界上一半的人。它自身种子可以食用,单位面积的产出比较高,而且种子一旦休眠,对环境的依赖性比较小,所以从各面看,很适合在未来的星际旅行、深空探测中被用到。

这里,矮秆水稻育种的这一步是中国农科院的钱前院士团队做的,水稻品种叫“小薇”,是开展遗传育种研究和实现室内水稻工厂化生产的理想种质,我听钱院士还给配了首歌:“小薇啊,你可知道我多爱你,我要带你飞到天上去”,这不就真的“飞天”了。

文章来源:《中国水稻科学》 网址: http://www.zgsdkx.cn/zonghexinwen/2022/0902/1269.html

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