零距离 到太空“种”粮

郑慧琼说，此次实验的目标是在国际上首次完成水稻在空间站从种子到种子全生命周期的培养研究，探索利用空间环境因素控制植物的开花，来寻找在较小的封闭空间中植物生产效率最大化的可能途径。

郑慧琼是中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员、中国空间站问天舱“微重力条件下高等植物开花调控的分子机理”实验项目负责人。近20年间，她所在团队一直致力于研究太空高等植物的生长问题。此次问天舱水稻实验取得进展，意味着中国人有望首次在国际上实现空间站水稻“从种子到种子”的全生命周期培养，为人类以后能在太空吃到刚出锅的米饭打下基础。

经过30多年的实践，航天育种成果层出不穷，我国通过航天育种已筛选新材料1200多份，培育出新品种260多个，年推广面积数千万亩。不少科研成果已经从实验室搬到了普通人的餐桌上。

实验启动后，高秆和矮秆水稻种子奋力生长，但不出所料，它们在微重力的空间环境中遭遇“水土不服”，患上了“航天综合征”。长出的水稻幼苗看起来有些“懒散”，并没有像地面上的水稻那样精神抖擞地挺立起来，而是“趴”在了透明实验盒子的壁上。

正是在这种背景下，空间站种水稻等一系列太空种植实验应运而生。2022年7月24日，我国空间站问天实验舱成功发射并与天和核心舱交会对接，问天实验舱搭载了生命生态实验柜、生物技术实验柜等科学实验柜。7月28日，载有实验样品水稻种子的实验单元，被航天员安装至问天实验舱的生命生态通用实验模块中，7月29日正式启动实验。

不难看出，无论在哪里生存，人类靠“天”吃饭的计划和执行力都相当出色。人类想成为多行星物种，大概不是奢望。

郭涛说，科学家通过飞行器把地球种子送上太空，利用太空高真空、微重力、空间射线等条件诱发其遗传基因发生改变，回到地面，再想办法将那些好的改变“固定”下来，从而改良农作物品种的特定性状。

太空生存，种植农作物是必解问题。美国国家航空航天局国际空间站和飞船处理董事会的一位科学家曾表示，把1磅(约0.45千克)食品送上国际空间站需要花大约1万美元。一位来自美国国家航空航天局约翰逊太空中心的太空食物系统高级研究科学家也曾在公开场合说，如果航天员开启一趟为期5年的火星之旅，每人需要消耗约3000公斤食物。这些食物如果全靠火箭运送，显然难以为继。

郑慧琼说，早期人们的空间植物培养实验主要目标是如何在空间环境中养活植物，使其能够萌发、生长、开花和产生种子，如今这些目标都一一实现了。一些基本的空间植物生物学问题，如植物的向性生长，根的形成、萌发，种子成分，基因和蛋白质的表达变化等，也在此过程得到了较为深入的研究。

2006年，郑慧琼团队在我国“实践八号”卫星上观察了青菜的开花过程。2012年，美国航天员唐·佩蒂特开了一个名为《太空西葫芦日记》的博客，讲述一颗西葫芦在国际空间站生长的过程。随后，国际空间站在2014年启动了蔬菜种植实验，2015年收获的生菜还让航天员进行了试吃。2016年，一株绚丽的百日菊在国际空间站绽放，作为人类在地球之外培育出的第一朵观赏花，它不仅当之无愧地成为太空“花魁”，还对植物的太空开花研究作出了不小的贡献。2021年，智利辣椒在国际空间站的“高等植物栖息地”培养器中开花结果，并成为航天员的“配菜”。

“太空味道”飞入寻常百姓家

实际上，太空不但生长出了长势良好的水稻，还给人类带来了不少惊喜。

1997年，“超矮小麦”在和平号空间站中首次完成了从种子到种子的实验。人类太空生存的“主食”保卫战告一大捷。

还有专家提出，未来或许可以在太空建设空间生物合成工厂，利用微重力、高真空等独特条件，来完成大分子化合物或特定蛋白质的高效合成，大规模生产高纯度淀粉、特定蛋白质或“人造肉”等高价值农产品。

公开资料显示，1979年，礼炮号6号空间站就已经开始培养洋葱和兰花的球茎，并开展拟南芥、豌豆、小麦的生长发育研究。

郑慧琼介绍，在过去60多年中，科学家对于在空间种植和栽培植物进行了大量的研究，在各种空间飞行器中进行了20多种植物、50多项空间培养实验。

以郭涛所在的研究团队为例，10多年来，团队已经选育了57个在生产上推广和应用的水稻新品种，推广面积累计超过5000万亩。郭涛说：“比如华航31号水稻经过空间诱变后，产量提升了约10%，成为广东省农业主导品种。”此前，还有专家对媒体表示，北京市场约30%的草莓都是“航天草莓”。

文章来源：《中国水稻科学》 网址: http://www.zgsdkx.cn/zonghexinwen/2022/0905/1273.html