神舟十八號(hào)乘組即將返回，又有一批新的太空實(shí)驗(yàn)樣品返回地球。太空科學(xué)實(shí)驗(yàn)究竟能給我們帶來怎樣的期待呢？來關(guān)注中國(guó)空間站太空水稻的最新科研進(jìn)展。
2022年，在神舟十四號(hào)乘組任務(wù)期間，我國(guó)在國(guó)際上首次完成了水稻從種子到種子全生命周期空間培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，獲得了成熟的太空水稻種子。近日，這批太空水稻的種子已經(jīng)在大田里試種，獲得豐收（>>詳情）。
實(shí)驗(yàn)證明：太空可以種出有活力的水稻
目前太空水稻已經(jīng)有了三代，科研人員對(duì)它們和地面種植的水稻進(jìn)行比對(duì)研究有了新的發(fā)現(xiàn)，太空水稻有些什么特點(diǎn)呢？
科研人員研究發(fā)現(xiàn)，空間微重力條件下水稻種子胚胎發(fā)育正常，能夠發(fā)育成有活力的后代。并且，太空水稻第二代植株分蘗數(shù)顯著多于地面對(duì)照。該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證明太空中可以長(zhǎng)出有活力的水稻種子。
中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：我們?cè)诘孛嬉灿型瑯拥暮凶樱梢钥吹教焐虾偷孛骈L(zhǎng)得有挺大的不同。在株型上，葉子的夾角在天上變得特別大，不像地面的植物長(zhǎng)得比較緊湊，而葉子夾角大對(duì)于高密植物種植是有很大的影響，葉子之間互相遮擋，不能很好地進(jìn)行光合作用，對(duì)它的生長(zhǎng)有很大的影響。
科研人員對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)一步進(jìn)行分子生物學(xué)分析，找到了一些關(guān)鍵的基因，后續(xù)可以通過分子途徑對(duì)空間植物進(jìn)行改造，使它夾角變得跟地面一樣大，也可以進(jìn)行很高密度的種植。
除此之外，科研人員還發(fā)現(xiàn)在天上種植的太空水稻形態(tài)也發(fā)生了改變。
中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：這是天上照相機(jī)下載的照片，可以看到稻殼大部分都不能關(guān)閉。在地面的種子一旦授粉以后，稻殼馬上就關(guān)閉了，而天上的種子到成熟以后都不能關(guān)閉，主要是稻殼外稃的尺寸變得細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)致不能關(guān)閉。這個(gè)當(dāng)中的分子生物學(xué)機(jī)制，我們也在研究。
科研人員發(fā)現(xiàn)，在空間環(huán)境種的水稻，營(yíng)養(yǎng)成分也發(fā)生了變化，太空水稻可能吃起來更甜。
中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：回來后我們把稻米中間斷開，斷開后進(jìn)行掃描看淀粉的形狀，這里面糖的含量也不一樣。天上回來的那些種子，葡萄糖、果糖的含量都顯著地高于地面一般的種子。我們算了一下，基本上都高5到6倍。另外，淀粉的含量是差不多的，但是淀粉的組成不一樣，還有蛋白質(zhì)含量也比地面要多一些。如果天上的種子如果煮成飯，吃起來應(yīng)該很甜。
瞄準(zhǔn)空間糧食安全保障 將展開深入研究
2022年，在中國(guó)空間站進(jìn)行的為期120天的水稻實(shí)驗(yàn)是國(guó)際上首次在軌完成的水稻從種子到種子全生命周期培養(yǎng)。
在此之前，國(guó)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)。水稻作為養(yǎng)活了世界上近一半人口的糧食作物，又為未來的深空探測(cè)帶來了怎樣的意義？
中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：太空種植水稻跟地面來比難度大了很多。首先太空是真空環(huán)境，所以我們?cè)谔罩蟹N水稻一定是人造的環(huán)境，就是一個(gè)完全封閉的環(huán)境中來種水稻。光、氣、水都是要人工來保障，尤其是光，因?yàn)樗具M(jìn)行光合作用。水稻對(duì)太陽(yáng)光的要求還是比較高，我們?cè)谔罩蟹N水稻是人工光源，所以太空種水稻還要經(jīng)過一定的篩選，對(duì)水稻進(jìn)行一些改造，讓水稻能夠適應(yīng)人工光照。
目前，我國(guó)科研人員已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在太空種水稻，并且實(shí)驗(yàn)證明，這些水稻的種子回到地面也具有繁殖能力。未來，科研團(tuán)隊(duì)將圍繞空間糧食安全保障展開進(jìn)一步深入研究。
（總臺(tái)央視記者 帥俊全 竇筠韻 劉璐璐）