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  • 【48812】太空种下的水稻回家了!人类初次完结水稻全生命周期空间培育试验
【48812】太空种下的水稻回家了!人类初次完结水稻全生命周期空间培育试验

【48812】太空种下的水稻回家了!人类初次完结水稻全生命周期空间培育试验

来源:贝博app体育官网下载最新下载    发布时间:2024-07-28 18:02:16

  • 离别地球半年之久,神舟十四号总算回家了。随之回来地球的,还有航天员在太空精心培育的水稻。

  离别地球半年之久,神舟十四号总算回家了。随之回来地球的,还有航天员在太空精心培育的水稻。

  北京时刻2022年12月4日20时09分,神舟十四号载人飞船回来舱在春风着陆场成功着陆。随舱下行的载人空间站第三批空间科学试验样品在着陆场交给空间使用体系,包含3个生物样品冷包和1个无容器样品袋。

  12月5日,这些样品顺畅运抵我国科学院空间使用工程与技能中心,经查看承认回来样品无缺后,样品顺畅交代至相关试验科学家手中。其间就包含经过120天的太空培育成长、在国际上初次在轨取得的水稻种子。

  水稻的种子,到了太空能萌生、成长、抽穗以及结籽吗?现在我国空间站给出了答案。

  中科院分子植物杰出中心郑慧琼研讨员对回来水稻和拟南芥科学试验样品进行分化与固化。中科院空间使用中心供图

  水稻是人类首要的粮食作物,也是未来载人深空勘探生命支持体系的首要候选粮食作物,使用空间微重力进行水稻育种,是空间植物学研讨的重要方向之一。

  “种子既是人类的粮食,也是繁衍下一代植物的载体,人类要在空间长时刻生计,就必须要确保植物可以在空间完结世代交替。”我国科学院分子植物科学杰出立异中心研讨员郑慧琼说。

  此前,国际上在空间只完结了拟南芥、油菜、豌豆和小麦“从种子到种子”的培育。而在我国空间站内,郑慧琼研讨团队承当了“微重力条件下高等植物开花调控的分子机理”项目,瞄准水稻和拟南芥两种植物。

  “咱们在国际上初次完结了水稻从种子到种子全生命周期(空间)培育试验。一起,开花是结种子的条件,咱们还使用形式植物拟南芥,体系地研讨了空间微重力对植物开花的影响。”郑慧琼说。

  她告知记者,从2022年7月29日注入营养液发动试验,至11月25日完毕试验,“微重力条件下高等植物开花调控的分子机理”项目共展开在轨试验120天,完结了拟南芥和水稻种子萌生、麦苗成长、开花结籽这一“从种子到种子”全生命周期的培育试验。这也是国际上初次在太空完结的水稻全生命周期培育试验。

  其间,航天员在轨进行了三次样品收集,包含孕穗期水稻样品、拟南芥开花期样品及水稻和拟南芥种子成熟期样品。收集后,开花或孕穗期样品保存于零下80摄氏度的低温存储柜中,种子成熟期样品保存于4摄氏度低温存储柜。

  12月4日,这些样品随神舟十四号回来地上。按计划,样品在北京交代后,将被转运至上海试验室做进一步检测剖析。

  郑慧琼泄漏,后续,科学家将对回来样品进行分子生物学、细胞学和代谢等相关剖析,解析空间微重力关于拟南芥和水稻效果的规则和分子根底,为进一步创制习惯空间环境的作物和开发使用空间微重力环境资源供给理论依据。

  水稻在太空中的长势,是研讨团队重视的要点。在空间站微重力环境下成长的水稻,其多种农艺性状都与地上有所不同。

  “经过对空间获取的图画做多元化的剖析,并与地上对照组比较,咱们得知了空间微重力对水稻的多种农艺性状的影响,包含株高、分蘖数、成长速率、水分调控、对光反响、开花时刻、种子发育进程以及结实率等。”郑慧琼说。

  在轨试验开始发现,水稻的株型在空间变得愈加松懈,矮秆水稻变得更矮,高秆水稻的高度没有遭到显着影响。此外,生物钟操控的水稻叶片成长螺旋上升运动在空间更为凸显。

  “水稻空间开花时刻比地上略有提前,可是,灌浆时刻延伸了10多天,大部分颖壳不能封闭。”郑慧琼说,开花时刻和颖壳闭合均是水稻的重要农艺性状,二者在保证植物充沛的生殖成长、取得高产优质种子方面都有及其重要的效果,此进程遭到基因表达的调控,后续团队将使用回来样品进一步剖析。

  水稻在问天舱生命生态试验柜通用生物培育模块中完结从种子到种子全生命周期不同发育阶段代表性图片。图画上的数字表明注入营养液发动试验后的天数。我国科学院分子植物科学杰出立异中心供图

  在轨期间,航天员还在空间站内展开了再生稻试验,并取得了再生稻的种子,水稻剪株后仅20天,就再生出了2个稻穗。

  研讨团队以为,这为空间作物的高效出产供给了新的思路和试验依据,该技能能大大添加单位体积中的水稻产值,也是国际上初次在空间测验的再生稻技能。

  空间水稻原生稻和再生稻图片,显现空间稻穗与颖壳打开的表型。我国科学院分子植物科学杰出立异中心供图

  空间再生水稻的进程图画,图中的时刻为剪株后的天数。我国科学院分子植物科学杰出立异中心供图

  此外,拟南芥在太空也顺畅开花,科研人员初次对空间生物钟调控光周期开花的要害基因进行研讨。

  经过对空间拟南芥成长发育的图谱进行调查与剖析,研讨人员发现,开花要害基因对微重力的响应与地上有显着的差异。其间,在地上提前开花的拟南芥在空间微重力条件下开花时刻也大大延伸。

  郑慧琼介绍,生物钟基因突变后,空间拟南芥的下胚轴过度伸长,阐明生物钟基因表达关于保持拟南芥在空间成长的正常形状和习惯空间环境很重要,这为往后使用改造开花基因来促进植物习惯空间微重力环境供给了新方向。

  “后续,咱们还将进一步使用回来资料,对拟南芥习惯空间环境的分子根底进行深化解析。”郑慧琼说。