神舟十八號乘組即將返回，又有一批新的太空實驗樣品返回地球。太空科學(xué)實驗究竟能給我們帶來怎樣的驚喜呢？來關(guān)注中國空間站太空水稻的最新科研進展。

      6粒種子上天  回來有59粒

      2022年，在神舟十四號乘組執(zhí)行任務(wù)期間，我國在國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)實驗，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。

      在位于上海松江的中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心作物育種與栽培基地，記者看到播種的太空水稻在生長100多天后，稻穗基本全部變黃成熟，即將收獲第三代“太空水稻”。

      中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：開始就是6粒種子隨問天艙上天以后，收到了59粒種子，回來以后這59粒種子因為比較珍貴，我們就從中拿了部分在人工氣候室進行繁殖。在人工氣候室繁殖之后，獲得的種子就比較多，大概有將近1萬粒種子，然后我們在其中再拿出了一部分，到大田里面進行繁殖，這就是大田里面收獲的稻穗。

      專家介紹，空間站獲得的59粒水稻種子是第一代，人工氣候室繁殖獲得的近1萬粒是第二代，農(nóng)場大田里即將豐收獲得的是第三代。通過對三代太空水稻種子進行研究，已經(jīng)取得初步研究成果。

      證明太空可以種出有活力的水稻

      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)顯著多于地面對照組。該項實驗證明太空中可以長出有活力的水稻種子。

      中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：我們得出了這樣一個結(jié)論，首先我們在天上收獲到了有活力的種子，然后通過人工氣候室實驗證明這個有活力的種子可以繁衍出后代，證明太空收到的種子還仍然有繁殖能力，在大田里面繼續(xù)穩(wěn)定進行繁殖，證明我們在太空環(huán)境當中，通過種植水稻來生產(chǎn)糧食是可行的途徑之一。

      “太空水稻”形態(tài)發(fā)生改變  影響高密度種植

      中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：我們在地面也有同樣的盒子，可以看到天上和地面長得有挺大的不同。在株型上，葉子的夾角在天上變得特別大，不像地面的植物長得比較緊湊，而葉子夾角大對于高密植物種植有很大的影響，葉子之間互相遮擋，不能很好地進行光合作用，對它的生長有很大的影響。

      科研人員對這一現(xiàn)象進一步進行分子生物學(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空間植物進行改造，使它夾角變得跟地面一樣大，也可以進行很高密度的種植。

      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：這是從天上照相機下載的照片，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長導(dǎo)致不能關(guān)閉。這個當中的分子生物學(xué)機制，我們也在研究。

      糖的含量不同  “吃起來應(yīng)該很甜”

      科研人員發(fā)現(xiàn)，在空間環(huán)境種的水稻，營養(yǎng)成分也發(fā)生了變化，太空水稻可能吃起來更甜。

      中國科學(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。天上的種子如果煮成飯，吃起來應(yīng)該很甜。

      太空種水稻難度大

      要進一步深入研究

      2022年，在中國空間站進行的為期120天的水稻實驗是國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帶來了怎樣的意義？

      中國科學(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，所以我們在太空中種水稻一定是人造的環(huán)境，就是在一個完全封閉的環(huán)境中來種水稻。光、氣、水都是要人工來保障，尤其是光，因為水稻要進行光合作用。水稻對太陽光的要求還是比較高，我們在太空中種水稻用的是人工光源，所以太空種水稻還要經(jīng)過一定的篩選，對水稻進行一些改造，讓水稻能夠適應(yīng)人工光照環(huán)境。

      目前，我國科研人員已經(jīng)實現(xiàn)在太空種水稻，并且實驗證明，這些水稻的種子回到地面也具有繁殖能力。未來，科研團隊將圍繞空間糧食安全保障展開進一步深入研究。