为什么要把水稻和拟南芥送到太空
郑慧琼介绍,水稻是人类主要的粮食作物,养活了世界上近一半的人口,也是未来载人深空探测生命支持系统的主要候选粮食作物。利用空间微重力进行水稻育种是空间植物学研究的重要方向之一。“种子既是人类的粮食,也是繁殖下一代植物的载体,人类要在空间长期生存,就必须要保证植物能够在空间完成世代交替,成功繁殖种子。但是,之前国际上在空间只完成了拟南芥、油菜、豌豆和小麦从种子到种子的培养,而主要粮食作物水稻,此前尚没有能够在空间完成全生命周期的培养。”
而模式植物拟南芥主要承担了“开花”部分的研究。郑慧琼说:“开花是结种子的前提,我们利用模式植物拟南芥,系统地研究了空间微重力对植物开花的影响。”
水稻和拟南芥的太空之旅经历了什么
郑慧琼介绍,在轨实验从2022年7月29日注入营养液启动实验,至11月25日结束实验,完成了拟南芥和水稻种子萌发、幼苗生长、开花结籽全生命周期的培养实验。期间,航天员在轨进行了三次样品采集——9月21日孕穗期水稻样品采集,10月12日拟南芥开花期样品采集,11月25日水稻和拟南芥种子成熟期样品采集。采集后,开花或孕穗期样品保存于-80℃低温存储柜中,种子成熟期样品保存于4℃低温存储柜。
郑慧琼说,本次主要完成了三项空间实验内容。第一,在轨完成了水稻从种子萌发、幼苗生长、抽穗和结籽全生命周期的培养实验,并通过获取图像进行分析。第二,完成了剪株后空间再生稻成功培育并结出了成熟的种子(二茬)。第三,在轨完成拟南芥种子萌发、幼苗生长和不同三个生物钟调控的开花关键基因对空间微重力响应的图像观察分析,并在轨采集了样品。
如今,样品已经转运至位于上海的中国科学院分子植物科学卓越创新中心,做进一步检测分析。
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