中新網上海1月14日電 (記者 孫自法)微重力環境下如何實現對植物開花過程的調控？斑馬魚在軌培養有何進展？微重力環境如何對抗骨丟失、肌萎縮？太空中如何制備高質量晶體材料？……隨著中國空間站這一國家太空實驗室的建成和穩定運行，相關空間科學實驗進展情況備受關注。
中國空間站空間應用系統科學與應用進展情況介紹會1月13日下午在上海舉行，中國空間站空間應用系統多個實驗項目團隊代表分別介紹各自太空科學實驗的進展與收獲，回應公眾好奇之問。
為植物適應微重力提供全新視角
中國科學院分子植物科學卓越創新中心實驗師王麗華介紹說，“微重力下利用開花基因調控植物開花時間的分子途徑”項目主要研究內容包括：分析比較微重力在植物開花過程中的作用；獲取微重力調控植物開花的分子基礎與關鍵基因的表達變化；解析長期空間微重力條件下植物開花基因表達的調控網絡機制在植物對空間環境適應性中的作用機理。
研究團隊通過擬南芥、水稻在中國空間站開展實驗，不僅為深入解析植物通過調整開花時間適應空間微重力的分子機理提供了全新的視角，也為利用相關的轉錄調控元件作為分子開關，人為控制空間植物的開花時間，構建具有較強空間環境適應能力的植物，提高空間植物的產量和品質提供了新的途徑。
擬南芥方面，利用在軌實時圖像和返回的擬南芥實驗材料，獲得不同開花時間的擬南芥響應微重力的生長發育表型數據和天地比對轉錄組數據。
水稻方面，發現微重力明顯影響空間水稻的葉傾角。首次在空間微重力條件下完成水稻從種子到種子的全生命周期培養，還首次在空間微重力條件下完成水稻再生，獲得有活力的再生稻種子。
研究團隊認為，中國空間站實驗證明了微重力條件再生稻生產的可行性，通過一次種植多次收獲，可以提高空間利用率，也為未來空間生命生態生保系統利用水稻進行糧食生產提供新的思路。
實現中國空間培養脊椎動物突破
中國科學院水生生物研究所王高鴻研究員作空間先進水生生態系統關鍵技術研究進展報告表示，在中國空間站開展的斑馬魚實驗，實現中國在空間培養脊椎動物的突破，并創造國際上迄今水生生態系統空間運行的最長時間。
中國空間站斑馬魚實驗項目介紹。中新網記者 孫自法 攝他介紹說，2024年4月至6月，空間先進水生生保系統隨神舟十八號飛船成功發射進入中國空間站，并安裝在問天艙生命生態柜開展空間實驗，計劃30天，實際運行43天，并實現斑馬魚空間產卵。完成斑馬魚在軌轉運安裝、3次取水樣、1次魚卵收集、1次更換魚食、實驗結束后樣品滅活廢棄等航天員操作，此次斑馬魚太空實驗各項監測指標正常，系統運行正常，圓滿完成各項任務目標。
斑馬魚在軌分析顯示，相對來說，4條斑馬魚互相呈現較好的集群分布；雄魚與雌魚相比，運動距離更加穩定；斑馬魚在軌運動速度差異，可能與環境壓力等刺激相關。此外，通過對在軌植物圖片分析發現，金魚藻在太空實驗期間有明顯生長。
研究團隊認為，中國空間站開展的斑馬魚實驗通過解析空間環境對脊椎動物生長發育與行為的影響，并利用實測數據結合后續樣品分析，為空間密閉生態系統物質循環研究提供理論支撐。該研究也將為后續利用斑馬魚作為脊椎動物模式生物，開展全面系統的空間生物學理論研究和空間水產開發提供了重要研究平臺。
提供抗肌肉萎縮問題新解決方案
中國科學院上海營養與健康研究所李俞瑩副研究員代表“空間微重力環境對骨骼肌影響的生物學基礎”項目研究團隊，介紹微重力通過影響自噬導致肌肉萎縮的作用機制研究進展情況時說，該項目提出了關鍵科學問題：空間微重力環境導致骨骼肌萎縮是如何被調控？機制是什么？防治肌萎縮的新策略是什么？
中國空間站微重力環境對骨骼肌影響研究實驗項目介紹。中新網記者 孫自法 攝在此次中國空間站的實驗項目中，研究團隊利用生物技術實驗柜成功實現小鼠骨骼肌細胞的在軌培養和分化，觀察到細胞融合和肌管形成等現象，并在國際上首次利用骨骼肌細胞自噬熒光報告系統，通過天地比對分析發現空間微重力環境影響骨骼肌細胞自噬的規律；建立在軌活細胞自噬可視化分析方法，首次在軌檢測到微重力環境下肌細胞的自噬現象。
研究團隊還利用高通量測序獲得空間骨骼肌細胞基因表達圖譜，發現空間微重力環境通過影響自噬導致肌萎縮的可能機制及潛在分子靶標。同時，收集到真實微重力條件下的肌細胞樣品和相應的培養液。
研究團隊表示，這項研究未來有望通過特定藥物、調整飲食結構或運動方式等手段來調控自噬流，從而改善航天員的健康狀況。該研究成果還可推廣應用于地面的肌少癥患者及長期臥床病人，為對抗肌肉萎縮問題提供新的解決方案。
銦硒晶體順利制備獲得完整樣品
中國空間站2022年底完成建造，系統部署14個國際先進科學實驗裝置。這當中，中國科學院上海硅酸鹽研究所劉學超研究員團隊主持了材料領域的兩個裝置——無容器科學實驗柜和高溫材料科學實驗柜的核心模塊研制。
他當天介紹微重力生長銦硒半導體晶體及高性能晶體管制備研究進展說，研究團隊首先利用中國空間站高溫材料實驗柜地面鏡像系統，開展銦硒(InSe)樣品的地面匹配實驗，研究晶體生長溫度、晶體生長速率、溫度梯度等對晶體生長的影響，隨后確定地面匹配實驗和在軌實驗方案。
中國空間站銦硒晶體制備實驗項目介紹。中新網記者 孫自法 攝中國空間站實驗階段，銦硒半導體晶體是在高溫材料科學實驗柜進行的一個材料實驗，根據研究確定的空間站制備銦硒晶體生長溫度、溫度梯度、生長時間等參數，歷時70個小時，研究團隊順利完成銦硒半導體晶體生長實驗，獲得完整的晶體樣品。
劉學超總結指出，中國空間站實驗成功實現微重力條件下的高質量銦硒生長制備，其銦硒晶體具有晶體結構變化、位錯密度大幅降低、結晶質量變好、晶體管器件性能提升等特點，其中，晶體結構變化方面，發現晶體晶格參數變大，說明微重力環境下晶體結構可能發生了膨脹現象，通俗來說，就是晶體材料“變胖”了。(完)