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在太空種糧種菜 我國*在天宮二號(hào)完成植物生長(zhǎng)全過程實(shí)驗(yàn)

蔬菜網(wǎng)  時(shí)間:2018/9/30  來源:新華社  閱讀數(shù):460   網(wǎng)友評(píng)論:1

  天宮二號(hào)在軌運(yùn)行兩年多來,開展了眾多空間科學(xué)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn),其中包括完成我國*高等植物“從種子到種子”的空間長(zhǎng)周期培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),為發(fā)展空間植物培養(yǎng)技術(shù)、探索保障人類長(zhǎng)期空間生存,又向前邁進(jìn)了一步。

  據(jù)課題負(fù)責(zé)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(guān)鍵因素。如何利用植物在空間生產(chǎn)糧食與蔬菜,供人類長(zhǎng)期空間生活需求,是載人航天必須要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題之一。

  以往,我國利用返回式衛(wèi)星也曾開展過多次空間搭載飛行實(shí)驗(yàn),但由于在太空中時(shí)間有限,*多只能展開種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)階段的實(shí)驗(yàn)。2016年9月15日,天宮二號(hào)在發(fā)射之際,搭載了一個(gè)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。

  除了部分植物樣品于2016年11月18日隨著神舟十一號(hào)返回地面,大部分植物樣品至今仍然留在天宮二號(hào)。科研人員成功地通過地面遙控,對(duì)留在太空中的培養(yǎng)箱進(jìn)行溫控和澆水,啟動(dòng)了擬南芥和水稻生長(zhǎng),并順利開花結(jié)果。這是我國*在太空中完成“從種子到種子”全過程的空間植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。

  鄭慧瓊表示,此次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了利用植物光周期反應(yīng)原理調(diào)控空間植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的設(shè)計(jì)思想,為有效利用空間有限資源進(jìn)行*化的植物生產(chǎn),提供了重要空間實(shí)驗(yàn)證據(jù);*成功獲得了擬南芥和水稻在“長(zhǎng)日”與“短日”條件下,生長(zhǎng)發(fā)育全過程的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù),有多項(xiàng)新的發(fā)現(xiàn);在國際上*成功為基因信息安裝了“追蹤器”,利用植物開花基因“啟動(dòng)子”帶動(dòng)綠色熒光蛋白,在微重力條件下表達(dá)并獲得實(shí)時(shí)熒光圖像;*獲得微重力在葉維管組織發(fā)育作用的證據(jù),并對(duì)其進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析;*對(duì)水稻吐水、擬南芥壽命和根的“向觸性運(yùn)動(dòng)”進(jìn)行了觀察與分析。

  通過與地面上同步種植的水稻與擬南芥進(jìn)行對(duì)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(dǎo),植物方向感差,根的定向生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)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(qiáng)。利用這一特性,未來可應(yīng)用于空間制備凈化水或空間制藥。

  “點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)”是植物細(xì)胞周期性生長(zhǎng)的外在表現(xiàn),其過程受到生物鐘基因的嚴(yán)格控制。研究發(fā)現(xiàn),太空中生長(zhǎng)的擬南芥花序軸的點(diǎn)頭幅度和頻率,都明顯小于地面對(duì)照,說明微重力抑制了植物的點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)。

  研究還發(fā)現(xiàn),植物在太空中雖然開花晚,長(zhǎng)得慢,但衰老速度慢,壽命顯著延長(zhǎng)。太空中擬南芥在“長(zhǎng)日”條件下,植株比地面對(duì)照多活65天,“短日”轉(zhuǎn)“長(zhǎng)日”,植株則比地面多活456天。在太空中,水稻的*和第二葉片衰老也慢于地面。

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