12月4日20時09分,，神舟十四號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸,。隨艙下行的中國空間站第三批空間科學(xué)實驗樣品也在著陸場交付空間應(yīng)用系統(tǒng)，其中就包括經(jīng)歷了120天空間培育生長,、完成發(fā)育全過程的水稻和擬南芥種子,。此次空間科學(xué)實驗，我國在國際上首次在軌完成了水稻從種子到種子的全生命周期培養(yǎng),，獲得了水稻種子,。

在太空中生長出來的水稻和地面上有啥不一樣？120天的空間培育,，如何實現(xiàn)“從種子到種子”,？這些樣本又是如何完好無損地帶回來的？這一成果將為進一步開發(fā)適應(yīng)空間環(huán)境的作物提供怎樣的依據(jù),？未來在空間站還將開展哪些生命生態(tài)科學(xué)實驗,？

我們先來看看此次空間項目主要都完成了哪些實驗內(nèi)容？

一共有三項,，一是在軌完成了水稻從種子萌發(fā),、幼苗生長,、抽穗和結(jié)籽全生命周期的培養(yǎng)實驗并通過獲取圖像進行分析。

二是完成了剪株后空間再生稻成功培育并結(jié)出了成熟的種子,，也就是二茬

三是在軌完成擬南芥種子萌發(fā),、幼苗生長和不同三個生物鐘調(diào)控的開花關(guān)鍵基因?qū)臻g微重力影響的圖像觀察分析并在軌采集了樣品。

微重力環(huán)境中生長的水稻有啥不一樣,？

在太空中生長出來的水稻究竟是什么樣的,？微重力環(huán)境中生長的“太空水稻”和地面上的相比又有什么不一樣？

通過對空間獲取的圖像分析,，并與地面實驗進行對照比較發(fā)現(xiàn),，空間微重力對水稻的多種農(nóng)藝性狀，包括株高,、生長速率,、開花時間、種子發(fā)育過程等多方面都會產(chǎn)生影響,。例如,，水稻的株型在空間變得更為松散、開花時間比地面略有提前等,。

中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：之前在回傳圖像上,，看到一些現(xiàn)象。但是,，現(xiàn)在回來以后更加真切地看到重力對植物生長的影響,，一個是根的生長方向，向下也有向上也有,，向各個方向的生長,，重力定向向下生長的這個在空間就消失了，所以看到莖上面長了很多根,，另外在莖的結(jié)上面還發(fā)出了很多其他的側(cè)枝,，這在地面也是沒有的，所以看出來水稻形態(tài)跟地面有很大的差別,。

如何在太空達(dá)成水稻全生命周期培養(yǎng),？

此前國際上在空間站只完成了擬南芥、油菜,、豌豆和小麥從種子到種子的培養(yǎng),，沒有達(dá)成水稻全生命周期的培養(yǎng)。而我國不僅達(dá)成了水稻“從種子到種子”全生命周期空間站培養(yǎng)實驗,，而且還收獲了再生稻,，稻穗數(shù)目也超出了實驗團隊的預(yù)期。這樣的成果是如何實現(xiàn)的呢,？

這兩種實驗種子跟隨問天實驗艙發(fā)射升空后,，從7月29日注入營養(yǎng)液啟動實驗,，到11月25日結(jié)束實驗，這一項目共在軌開展實驗達(dá)120天,。水稻和擬南芥種子都完成了萌發(fā),、幼苗生長、開花結(jié)籽全生命周期的培養(yǎng),。

中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：升空之后，航天員就把這個實驗單元安裝到問天艙實驗柜的生命生態(tài)實驗柜里面,，生命生態(tài)實驗柜可以給植物提供光照,，保持溫度和濕度并進行氣體控制。上天之前它是干種子,，在空間站中有一部分種子是自動澆水的,，一部分是航天員給澆水的。通過澆水,，種子發(fā)芽,、生長，然后再開花,、結(jié)籽,，這兩種植物都完成了全生命周期的培育?？臻g環(huán)境對植物來講是巨大的逆境環(huán)境,，因為生命都是適應(yīng)地球重力的，沒有重力對植物來說是一個很大的挑戰(zhàn),，植物跟人是一樣的,。我們做了很多次試驗，給種子提供合適的水分和營養(yǎng),，在品種上進行一些改造,，控制生長環(huán)境。例如,，選用了對抗微重力比較厲害的,、抗逆性和抗缺氧能力比較強的水稻品種。最重要的還是空間站的生命生態(tài)實驗柜,，為這次更新的植物培養(yǎng)技術(shù)提供了非常好的培養(yǎng)環(huán)境,。

對水稻和擬南芥樣品將開展哪些后續(xù)研究？

跟隨神十四乘組返回的水稻和擬南芥樣品已經(jīng)交付了科研機構(gòu),，那么下一步,，實驗團隊又將如何針對這兩樣植物樣品開展研究呢？

目前,，返回水稻和擬南芥樣品一部分已做固定處理,，水稻種子將帶回實驗室繼續(xù)培養(yǎng),。

中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：冷凍的植株，我們要進行一些組學(xué)分析報告,，它的轉(zhuǎn)錄組研究它的基因表達(dá)分析,，還做一個蛋白質(zhì)組分析，這個蛋白質(zhì)它的變化,，另外我們收到的這個種子,，我們希望一方面能看到它后代的活力怎么樣，能不能萌發(fā),，另一方面也希望看到它的營養(yǎng)物質(zhì)有沒有什么變化,，后續(xù)也要做進一步分析。

如何讓植物在空間站里享受充足光照,？

在空間站里種植植物,，這些植物是如何得到充足的光照呢？此次開展的實驗,，植物是在問天艙的實驗柜里培養(yǎng)的,，無法接受太陽光的照射，但是實驗柜里有人工光源,，通過調(diào)控光源的強度和光譜,，可以為植物提供充足的光照，滿足生長發(fā)育的需求,，同時科學(xué)家還可以根據(jù)不同植物生長對光的不同要求,，來設(shè)計相應(yīng)的光照條件。

太空環(huán)境完成植物生命周期種植有何難點,？

在太空實驗空間完成對植物生長周期所需要的環(huán)境控制,，實驗團隊面臨的最大難題又是什么呢？

中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：要在非常狹小的這個空間,，而且整個環(huán)境是人造環(huán)境,，在人造環(huán)境里面把這個農(nóng)作物，給它完成整個全生命周期種植,，是有非常大的難度的,，保證每個發(fā)育階段都能通過，且能夠正常地生長,，這個是最大的難點,，條件要求是非常苛刻的,。

為何選擇擬南芥與水稻進入空間站培植,？

專家告訴我們，過去六十多年中，科學(xué)家們對于在空間種植和栽培植物進行了大量研究,，在各種空間飛行器中進行了數(shù)十種植物的培養(yǎng)實驗,。那么此次，為何要選擇擬南芥與水稻的種子,，在問天艙中進行培植呢,？

專家介紹，擬南芥代表蔬菜,，水稻代表糧食作物,，可為將來載人深空探測蔬菜和糧食生產(chǎn)提供理論支持。尤其是水稻,，作為人類主要的糧食作物,，也是未來載人深空探測生命支持系統(tǒng)的主要候選糧食作物。而人類要在太空長期生存,，就必須要保證植物能夠在太空完成世代交替，成功繁殖種子,。實驗選擇的水稻也是分為兩種,，一種是高稈，一個是矮稈,，專家表示,，高稈和矮稈的糧食產(chǎn)量也有所不同。

（原標(biāo)題：神十四乘組帶回植物種子 “太空植物”生長有何奧秘,？）

【責(zé)任編輯：王井愛】

【內(nèi)容審核：曾  琪】