太空收獲的水稻回來了！我國完成世界首次太空水稻全生命周期培育

12月5日，在中科院空間應用中心，科研人員對樣品進行分解與固化。（圖源：新華社）

【華夏經緯網綜合報道】星空浩瀚無比，探索永無止境。北京時間12月4日，神舟十四號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸，在太空中經歷120天全生命周期的水稻和擬南芥種子也回來了。這是中國在國際上首次完成水稻“從種子到種子”(在太空發芽、開花、結實)全生命周期培育，成功收獲太空水稻種子。

我國在空間站培育出水稻種子

水稻作為人類主要的糧食作物，養活世界上近一半的人口，也是未來載人深空探測生命支持系統的主要候選糧食作物。人類要在太空長期生存，就必須要保證植物能夠在太空完成世代交替，成功繁殖種子。

但是，之前國際上在太空只完成了擬南芥、油菜、豌豆和小麥“從種子到種子”的培養，而主要糧食作物水稻，此前尚沒有能夠在太空完成水稻全生命周期的培養。

在中國空間站生命科學項目中，中國科學院分子植物科學卓越創新中心鄭慧瓊研究團隊承擔了“微重力條件下高等植物開花調控的分子機理”，瞄準水稻和擬南芥兩種植物?？上驳氖?，我國不僅達成了水稻“從種子到種子”全生命周期空間站培養實驗，而且還收獲了再生稻，稻穗數目也超出了實驗團隊的預期。

這是空間水稻原生稻和再生稻的圖片，顯示空間稻穗與穎殼張開的表型。（圖源：新華社）

水稻和擬南芥在太空經歷了什么

從7月29日注入營養液啟動實驗，至11月25日結束，“微重力條件下高等植物開花調控的分子機理”項目共開展在軌實驗120天。水稻和擬南芥種子都完成了萌發、幼苗生長、開花結籽全生命周期的培養。實驗期間，神舟十四號航天員在軌進行了三次樣品采集，包括孕穗期水稻樣品采集、擬南芥開花期樣品采集、水稻和擬南芥種子成熟期樣品采集。采集后，開花或孕穗期樣品保存于零下80攝氏度低溫存儲柜中，種子成熟期樣品保存于4攝氏度低溫存儲柜。

據悉，送種子上太空的航天育種思路源于電離輻射育種。與傳統地面誘變育種相比，太空育種具有變異率高、變異幅度大、有益變異多、穩定性能強等特點，因而能夠培育出高產、優質、早熟、多抗良種?？稍谳^短的時間內大大提高農產品的品質，創造出許多新品種。

目前，跟隨神舟十四號返回地球的水稻和擬南芥樣品一部分已做固定處理，水稻種子將帶回中科院分子植物卓越中心實驗室繼續培養?？茖W家將對返回樣品進行分子生物學、細胞學和代謝等相關分析，通過檢測及分析研究，解析空間微重力對于擬南芥和水稻作用的規律和分子基礎，為進一步創制適應空間環境的作物和開發利用空間微重力環境資源提供理論依據。

12月5日，在中國科學院空間應用中心，空間應用中心科研人員（左）向分子植物卓越中心科研人員交接樣品。（圖源：新華社）

太空育種實驗有多項重要發現

通過對空間獲取的圖像分析，并與地面對照比較，發現空間微重力對水稻的多種農藝性狀，包括株高、分蘗數、生長速率、水分調控、對光反應、開花時間、種子發育過程以及結實率等產生多方面影響。

在軌實驗初步發現，水稻的株型在空間變得更為松散，主要是莖葉夾角變大;矮稈水稻變得更矮，高稈水稻的高度沒有受到明顯的影響。此外，生物鐘控制的水稻葉片生長螺旋上升運動在空間更為凸顯。

科研人員還發現，水稻空間開花時間比地面略有提前，但灌漿時間延長了十多天，大部分穎殼不能關閉。此過程受到基因表達的調控，后續將利用返回樣品進一步分析。

與此同時，科研人員還在在空間進行再生稻實驗并獲得再生稻的種子。這是國際上首次在空間嘗試的再生稻技術，也為空間作物的高效生產提供新的思路和實驗證據。

此外，科研人員首次對空間生物鐘調控光周期開花的關鍵基因進行研究，發現開花關鍵基因對微重力的響應與地面有明顯的差異，其中在地面提早開花的擬南芥在微重力條件下開花時間也大大延長。

12月5日，在中科院空間應用中心生物實驗室，中科院分子植物科學卓越創新中心鄭慧瓊研究員處理從太空歸來的擬南芥樣品。（圖源：新華社）

中國空間站開辟太空育種新領域

眾所周知，中國人對于在太空種菜這件事是有執念的。從1987年我國首次把植物種子送上太空迄今，先后利用各類航天器，搭載植物種子、菌種、試管苗等4000余種，培育出了超過200個通過審定的新品種，種植總面積超過240萬公頃，創造經濟效益2000億元以上。除糧食、蔬菜、水果、油料等農作物品種外，還創制出林草花卉、中草藥新品種和制藥、釀酒等微生物新菌種，獲得了廣泛應用和良好的社會效益。

正是中國航天科技的不斷突破，支撐著中國航天事業不斷刷新紀錄。2006年9月，中國首顆也是全球第一顆專門用于太空育種研究的返回式衛星“實踐八號”將有史以來最大規模的一批種子送入地球軌道。這次“專乘”堪稱我國太空育種領域的里程碑式事件。2020年11月，“嫦娥五號”月球探測器載運一批稻種經歷了一趟地球和月球的來回之旅，實現了水稻種子深空搭載的首次突破。這些上過月球的水稻種子返回地球后，在試驗田成功栽種獲得收成。

中國航天育種事業經過30余年發展，在育成品種的數量和推廣應用范圍處于世界第一位。通過航天育種技術，有的農作物生長周期縮短了、有的增加了作物抗病性、有的增加了產量、有的植株高矮及果實的顏色大小發生了變化。比如太空香蕉“航蕉一號”的培育，產量接近翻倍的同時，讓香蕉的生長周期時間從13個月縮短到了9個多月。此外，還有維生素C含量提升1.8倍的辣椒，產量提高三成的西紅柿等。

而今，航天育種搭載試驗仍在繼續，對于新材料、新種質的探索也在持續進行中。隨著我國空間站時代的到來，航天育種將開辟一個連接太空和地面、未來與現實的全新領域！

(資料來源：央視新聞、中新網、人民日報、農民日報)