天宫二号植物实验有望解决星际之旅食物难题

　　太空中花儿都开了！天宫二号植物实验有望解决星际之旅食物难题

　　图说：水稻就生活在这样的“太空温室”中，此为地球上的同款装置 新民晚报记者 董纯蕾 摄

　　天宫二号上天之时，“搭乘”了两位具有不同“脾性”的“植物宇航员”——典型的粮食植物水稻和绿色高等十字花科模式植物拟南芥。两种生长特性大相径庭的高等植物，在微重力条件下会如何度过一生？它们的花期，会更长还是更短？太空中的四季，又是怎样的景象？这些问题的答案，不禁让人对《火星救援》中宇航员在火星上种土豆的未来有了期待。

　　随着载人航天的发展，宇航员或将长期生活在空间环境当中。高等植物是空间生态生保系统的关键因素，如何利用植物在空间生产粮食与蔬菜，供人类长期空间生活需求是载人航天必须要解决的关键问题之一。中科院上海植物生理生态研究所与上海技术物理研究所在天宫二号上巧手搭建一个“太空温室”，完成了国内首次“从种子到种子”的空间长周期培养，为未来建立以植物为基础的空间生命生态系统、控制植物开花、提高植物生产效率等提供了依据。如今，天宫二号在太空度过了两周岁“生日”，这些“植物宇航员”有何新发现？

　　太空植物培养任重道远

　　“天宫二号高等植物培养有几大任务目标。首先是研究微重力在高等植物从种子到种子全过程中的作用，为空间生命支持系统设计提供理论基础；其次解析微重力条件下长日和短日植物的开花基因的表达、转运及种子发育，为农作物品种改良提供关键候选基因；此外，还要提高高等植物空间长期培养和在线实时检测技术水平，实现航天员回收科学实验样品。”中科院上海植物生理生态研究所郑慧琼研究员介绍。

　　图说：郑慧琼介绍太空植物培养的相关情况 新民晚报记者 董纯蕾 摄

　　天宫二号上，搭载有一个温度适宜，光照可控的“太空温室”，不仅能为植物生长提供必需的水分、光照、营养液、温度控制，具备实时可见光图像和荧光图像获取功能，还能让地球上的生物学家通过遥控指令来调节主要实验参数。“‘太空温室’从种子到种子全程直播、水循环安全高效，还为基因信息安装了‘追踪器’。”郑慧琼告诉记者，为了让这些供水供养系统在未知的太空之旅中全程不“掉线”，研究团队费尽心思，巧妙设计，甚至拿出了女红的手艺来建造“太空温室”的每个内部细节。

　　对照实验收获重要发现

　　在这个迷你的“太空温室”里，共有两个拟南芥培养单元和两个水稻培养单元，分别为长日照（16小时）和短日照（8小时）培养单元，观察植物全生命周期在两种不同光照条件下的生长。

　　图说：空间没有重力引导，植物方向感差 来源/中科院上海植物生理生态研究所

　　研究发现，微重力条件下，水稻叶片吐水活性明显增强，叶片上产生的露珠明显更多更大，并且长日条件比短日条件更促进吐水。“空间没有重力引导，植物方向感差，长得东倒西歪。”郑慧琼说，“我们还发现，微重力下根的向触性增大；向水性减弱，但仍具有向水生长的能力。这为未来利用空间研究植物根的向性生长分子机理提供了新思路和重要参考。”

　　科学家还发现，在太空中，拟南芥衰老减缓、寿命增长、生物钟变慢等各种新的生长规律，并继续深入研究其中的机理。“比如拟南芥在长日条件下微重力下植株比地面对照多活65天，短日转长日的植株比地面多活456天。”一个引人关注的研究新领域，呼之欲出。

　　值得一提的是，天宫二号的植物实验过程中，“大部队”目前仍在太空中生长，而小部分拟南芥样品则由航天员直接参与回收，这也是我国航天员首次参与生物样品的回收，它们目前已回到科学实验室，为植物学家的后续分析提供了第一手材料。

　　新民晚报记者 郜阳 董纯蕾