“短短一个月，我们在中国空间站培育的高秆水稻幼苗已长至30厘米左右高，有望在国际上在空间结出种子。计划由航天员返回前进行采集，并进行冷藏保存，随航天员返回地面。”8月29日，中科院分子植物卓越中心研究员郑慧琼在新闻发布会上介绍，言语中透着兴奋。
解放日报·上观新闻记者清楚记得6年前次见到郑慧琼时，她刚从“实践十号”着陆地内蒙古风尘仆仆赶回上海，带回了去过太空的水稻和拟南芥。跟水稻和拟南芥打交道30年，郑慧琼研究的是它们在太空失重环境下怎么开花结籽。
微重力条件下水稻的生长发育情况。本文图片由采访对象提供
只有几种作物在空间完成“从种子到种子”实验
人类虽然飞出了地球，但在太空中食物的自给仍是一个问题。不论是重返月球还是登陆火星，建立以植物为基础的生命支持系统，势在必行。
从20世纪50年代人类发射颗人造地球卫星以来，科学家们在空间飞行器中进行了20多种植物的培养实验。早期目标是如何养活植物，使其能够萌发、生长、开花，如今这些目标都一一实现了。科学家的研究重点从植物幼苗阶段扩展到了种子生产研究。
“目前只有油菜、小麦和豌豆等几种作物在空间完成了从种子到种子的实验。但植物开花时间延迟、开花数目少、种子结实率低和种子质量下降等问题仍然没有克服。”中科院院士、中科院分子植物科学卓越中心主任韩斌介绍，开花是植物结出种子的前提。因此，迫切需要研究植物开花的调控机理，以改进空间植物培养，探索更多适应空间的粮食作物。
水稻在太空结籽可能需要更长时间
2022年7月28日，载有拟南芥种子和水稻种子的实验单元，由航天员安装至中国空间站问天实验舱，并通过地面程序注入指令于7月29日启动实验。
时隔一个月，拟南芥幼苗已长出多片叶子，部分开始抽苔；高秆水稻幼苗已长至30厘米左右高，矮秆水稻也有5-6厘米高，生长状态良好。
微重力条件下的水稻
“稻秆的高矮对产量影响很大，地面上的水稻长得笔直，而空间的水稻有些‘骨质疏松’，是螺旋状生长。但总体发育进程符合预期，有望在国际上在空间结出种子，完成微重力条件下‘从种子到种子’全生命周期实验。”郑慧琼介绍，地面上的高秆水稻一般70天左右结籽，在太空可能需要更长时间。此前，国际上只在空间做了2次水稻种子萌发实验，郑慧琼团队在天宫二号实验室培育的水稻也没有这么高。
拟南芥的种子在注液后第三天萌发，与地面相似。有意思的是，此前在天宫二号的实验中，郑慧琼团队发现拟南芥的开花延迟了，这次他们将三个关键开花基因的表达进行了修改，创制了三种不同时间开花的拟南芥，与正常开花的拟南芥一起种在问天舱实验柜中，通过图像来观察它们在微重力条件下的不同表现。“相比野生型，转基因拟南芥的生长速率有所提高。”郑慧琼说。
微重力条件下的拟南芥
据悉，后续利用空间下传的图像和返回样品，研究团队将解析微重力影响水稻和拟南芥生长与开花的规律，为未来空间蔬菜和粮食生产打下理论基础。
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作者：黄海华
微信编辑：安通
校对：飞飞、晓川
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