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  左10月12日,航天员刘洋在「天宫课堂」中展示太空水稻种子。\视频截图;右中国在国际上首次完成水稻「从种子到种子」全生命周期空间培养实验。这是空间水稻原生稻和再生稻的图片,显示空间稻穗与颖壳张开的表型。\新华社

  随着神舟十四号飞船返回舱顺利降落东风着陆场,备受网友关注的明星太空植物「小南」(拟南芥)、「小薇」(水稻)也回家了!经历了在轨120天全生命周期的水稻和拟南芥种子,目前已随同其他载人空间科学实验样品交付空间应用系统,后续将转运至上海实验室做进一步检测分析。这是国际上首次在轨开展水稻从种子到种子全生命周期培养实验。科学家在空间站进行的再生稻实验初步发现,在空间狭小的封闭环境中再生稻是可行的,为空间作物的高效生产提供了新的思路和实验证据。\大公报记者 刘凝哲北京报道

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  利用空间微重力进行水稻育种是空间植物学研究的重要方向之一。人类要在空间长期生存,就必须要保证植物能够在空间完成世代交替,成功繁殖种子。但国际上在空间只完成了拟南芥、油菜、豌豆和小麦从种子到种子的培养,而主要粮食作物水稻,此前尚未在空间完成水稻全生命周期的培养。

  天宫课堂 演示样本采集

  在中国空间站生命科学项目中,中国科学院分子植物科学卓越创新中心郑慧琼团队承担了「微重力条件下高等植物开花调控的分子机理」项目,在国际上首次在轨开展了水稻从种子到种子全生命周期培养实验。同时,研究团队利用模式植物拟南芥,系统研究了空间微重力对植物开花的影响。

  从2022年7月29日注入营养液启动实验,至11月25日结束实验,本项目共在轨开展实验120天,完成了拟南芥和水稻种子萌发、幼苗生长、开花结籽全生命周期的培养实验。神十四乘组曾在天宫课堂的直播中,向全国学生展示采集太空植物样本的过程,「小薇」「小南」成为孩子们最关注的太空植物。目前,样品已随神舟十四号返回地面,在北京交接后,将转运至上海实验室中做进一步检测分析。

  微重力影响多种农艺性状

  本次空间项目主要完成三项实验内容:在轨完成了水稻从种子萌发、幼苗生长、抽穗和结籽全生命周期的培养实验并通过获取图像进行分析;完成了剪株后空间再生稻成功培育并结出了成熟的种子(二茬);在轨完成拟南芥种子萌发、幼苗生长和不同三个生物钟调控的开花关键基因对空间微重力响应的图像观察分析并在轨采集了样品。

  通过对空间获取的图像分析,并与地面对照比较,发现空间微重力对水稻的多种农艺性状,包括株高、生长速率、对光反应、开花时间、种子发育过程及结实率等多方面的影响。实验初步发现:水稻的株型在空间变得更为松散,主要是茎叶夹角变大,矮杆水稻变得更矮,高秆水稻的高度没有受到明显的影响;在空间进行再生稻实验并获得再生稻的种子,说明空间狭小的封闭环境中再生稻是可行的;通过对空间拟南芥生长发育的图普观察与分析,发现开花关键基因对微重力的响应与地面有明显的差异,其中在地面提早开花的拟南芥在微重力条件下开花时间也大大的延长,为今后利用改造开花基因来促进植物适应空间微重力环境提供了新方向。

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