12月4日，神舟十四號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸。隨艙下行的載人空間站第三批空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品在著陸場(chǎng)交付空間應(yīng)用系統(tǒng)，包括3個(gè)生物樣品冷包和1個(gè)無(wú)容器樣品袋。

中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心、中科院空間應(yīng)用中心供圖，下同。

【資料圖】

該批樣品于5日順利運(yùn)抵中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心，經(jīng)檢查確認(rèn)返回樣品完好后，樣品順利交接至相關(guān)實(shí)驗(yàn)科學(xué)家手中。其中就包括了經(jīng)過(guò)120天的空間培育生長(zhǎng)，國(guó)際上首次在軌獲得的水稻種子。

水稻首次在太空結(jié)籽

水稻是人類(lèi)主要的糧食作物，也是未來(lái)載人深空探測(cè)生命支持系統(tǒng)的主要候選糧食作物，利用空間微重力進(jìn)行水稻育種，是空間植物學(xué)研究的重要方向之一。種子既是人類(lèi)的糧食，也是繁殖下一代植物的載體，人類(lèi)要在空間長(zhǎng)期生存，就必須要保證植物能夠在空間完成世代交替。

此前，國(guó)際上在空間只完成了擬南芥、油菜、豌豆和小麥“從種子到種子”的培養(yǎng)。而在中國(guó)空間站內(nèi)，“微重力條件下高等植物開(kāi)花調(diào)控的分子機(jī)理”項(xiàng)目瞄準(zhǔn)了水稻和擬南芥兩種植物。

神十四乘組在軌期間，從7月29日注入營(yíng)養(yǎng)液?jiǎn)?dòng)實(shí)驗(yàn)，至11月25日結(jié)束實(shí)驗(yàn)，水稻和擬南芥種子在中國(guó)空間站內(nèi)經(jīng)歷了120天的空間培育生長(zhǎng)，完成了種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)、開(kāi)花結(jié)籽這一“從種子到種子”的發(fā)育全過(guò)程。這是國(guó)際上首次完成的水稻全生命周期培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。

期間，航天員在軌進(jìn)行了三次樣品采集，包括孕穗期水稻樣品、擬南芥開(kāi)花期樣品及水稻和擬南芥種子成熟期樣品。采集后，開(kāi)花或孕穗期樣品保存于零下80攝氏度的低溫存儲(chǔ)柜中，種子成熟期樣品保存于4攝氏度低溫存儲(chǔ)柜。

水稻和擬南芥的在軌實(shí)驗(yàn)樣品分別裝在3個(gè)生物樣品冷包中，隨飛船返回地球。后續(xù)，科學(xué)家將對(duì)返回樣品進(jìn)行分子生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)和代謝等相關(guān)分析，通過(guò)檢測(cè)及分析研究，解析空間微重力對(duì)于擬南芥和水稻作用的規(guī)律和分子基礎(chǔ)，為進(jìn)一步創(chuàng)制適應(yīng)空間環(huán)境的作物和開(kāi)發(fā)利用空間微重力環(huán)境資源提供理論依據(jù)。

水稻在太空開(kāi)花時(shí)間提前

水稻在太空中的長(zhǎng)勢(shì)是科研人員關(guān)注的重點(diǎn)。在空間站微重力環(huán)境下生長(zhǎng)的水稻，其多種農(nóng)藝性狀都與地面有所不同。

其株型在空間變得更為松散，矮桿水稻變得更矮，高稈水稻的高度沒(méi)有受到明顯的影響；水稻在空間開(kāi)花時(shí)間比地面略有提前，但灌漿時(shí)間延長(zhǎng)了10多天；大部分的穎殼不能關(guān)閉。開(kāi)花時(shí)間和穎殼閉合在保障植物充分的生殖生長(zhǎng)、獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種子方面有重要作用，科研人員將利用返回樣品進(jìn)行進(jìn)一步分析。

此外，航天員還在空間站內(nèi)開(kāi)展了再生稻實(shí)驗(yàn)，并獲得了再生稻的種子，水稻剪株后僅20天就再生出了2個(gè)稻穗。研究人員認(rèn)為，這為空間作物的高效生產(chǎn)提供了新的思路和實(shí)驗(yàn)證據(jù)，該技術(shù)可以大大增加單位體積中的水稻產(chǎn)量，也是國(guó)際上首次在空間嘗試的再生稻技術(shù)。

擬南芥在太空也順利開(kāi)花，科研人員首次對(duì)空間生物鐘調(diào)控光周期開(kāi)花的關(guān)鍵基因進(jìn)行研究。后續(xù)還將進(jìn)一步利用返回材料，對(duì)擬南芥適應(yīng)空間環(huán)境的分子基礎(chǔ)進(jìn)行深入解析。

無(wú)容器材料實(shí)驗(yàn)柜穩(wěn)定運(yùn)行

在本次返回的無(wú)容器樣品袋中，還裝著4盒無(wú)容器材料實(shí)驗(yàn)樣品，這是空間站無(wú)容器材料實(shí)驗(yàn)柜在微重力環(huán)境下開(kāi)展實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的樣品。

無(wú)容器材料實(shí)驗(yàn)柜是國(guó)內(nèi)首個(gè)、國(guó)際上第二臺(tái)在軌成功運(yùn)行的同類(lèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)施，到目前為止已實(shí)現(xiàn)在軌穩(wěn)定運(yùn)行590余天，順利完成了7盒材料樣品在軌實(shí)驗(yàn)，成功加熱樣品73顆。

中科院表示，通過(guò)長(zhǎng)期在軌實(shí)驗(yàn)，空間應(yīng)用系統(tǒng)突破并掌握了一系列關(guān)鍵技術(shù)，獲取了大量重要的科學(xué)數(shù)據(jù)，揭示了一批空間實(shí)驗(yàn)新現(xiàn)象，并通過(guò)地面分析研究，產(chǎn)出了一些初步成果，在國(guó)際著名頂級(jí)期刊上發(fā)表了多篇論文。

后續(xù)，科學(xué)家將繼續(xù)加快開(kāi)展新型金屬合金深過(guò)冷凝固過(guò)程研究和熱物性參數(shù)測(cè)量，以獲得地面高性能制備工藝關(guān)鍵條件，指導(dǎo)地面新材料制備。

標(biāo)簽： 應(yīng)用系統(tǒng) 中國(guó)空間站 糧食作物