神舟十八號(hào)乘組即將返回，又有一批新的太空實(shí)驗(yàn)樣品返回地球。太空科學(xué)實(shí)驗(yàn)究竟能給我們帶來怎樣的期待呢？我們下面就來關(guān)注中國(guó)空間站太空水稻的最新科研進(jìn)展。2022年在神舟十四號(hào)乘組任務(wù)期間，我國(guó)在國(guó)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(shí)驗(yàn)，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，迎來豐收。

在位于上海松江的中國(guó)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(zhǎng)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(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員鄭慧瓊稱：“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?yàn)楸容^珍貴，我們就從中拿了部分在人工氣候室進(jìn)行繁殖，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?cè)谄渲性倌贸隽艘徊糠郑酱筇锢锩孢M(jìn)行繁殖，這就是大田里面收到的稻穗。”

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(chǎng)大田里即將豐收獲得的是第三代。通過對(duì)三代太空水稻種子進(jìn)行研究，已經(jīng)取得初步研究成果。

鄭慧瓊稱：“我們得出了這樣一個(gè)結(jié)論，首先我們?cè)谔焐鲜斋@到了有活力的種子，通過人工氣候室實(shí)驗(yàn)證明這個(gè)有活力的種子可以長(zhǎng)出后代，證明太空收到的種子還仍然有繁殖能力。在大田里繼續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行繁殖，證明在太空環(huán)境當(dāng)中通過水稻來生產(chǎn)糧食是可行的途徑。”

據(jù)介紹，后續(xù)科研人員還將對(duì)太空水稻大田生長(zhǎng)的產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合分析和評(píng)估。

“太空水稻”和普通水稻有哪些不同？

目前太空水稻已經(jīng)有了三代，科研人員對(duì)它們和地面種植的水稻進(jìn)行比對(duì)研究有了新的發(fā)現(xiàn)，太空水稻有些什么特點(diǎn)？讓我們繼續(xù)往下看。

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(duì)照。該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證明太空中可以長(zhǎng)出有活力的水稻種子。

鄭慧瓊稱：“我們?cè)诘孛嬉灿型瑯拥暮凶樱梢钥吹教焐虾偷孛骈L(zhǎng)得有挺大的不一樣，在株型上，葉子那個(gè)夾角在天上就變得特別大，不像地面植物長(zhǎng)得比較緊湊。葉子夾角比較大，對(duì)于高密度種植是有很大影響的，因?yàn)槿~子夾角大，葉子互相之間遮擋，不能很好地進(jìn)行光合作用，對(duì)它的生長(zhǎng)有很大的影響。”

科研人員對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)一步進(jìn)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(duì)空間植物進(jìn)行改造，使它夾角變得跟地面一樣大，也可以進(jìn)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。

鄭慧瓊稱：“這也是天上照相機(jī)下載的照片，可以看到這個(gè)稻殼不能關(guān)閉，大部分都不能關(guān)閉。在地面的種子一旦授粉以后，馬上就關(guān)閉了，而天上的種子到成熟了以后都不能關(guān)閉，主要是這個(gè)稻殼外稃跟內(nèi)稃，這個(gè)外稃的尺寸變得細(xì)長(zhǎng)了，所以它就不能關(guān)閉了。當(dāng)中有什么分子生物學(xué)的機(jī)制，這個(gè)我們也在研究。”

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

鄭慧瓊稱：“回來以后，我們把這個(gè)稻米中間斷開，斷開之后進(jìn)行掃描看淀粉的形狀，這個(gè)里面糖的含量也不一樣，天上回來的那些種子，葡萄糖、果糖的含量都顯著高于地面一般的種子。我們算了一下，基本上都高5—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。天上的水稻因?yàn)槠咸烟歉呛慷硷@著高于地面水稻，如果天上的種子煮成飯，吃起來應(yīng)該很甜。”

瞄準(zhǔn)空間糧食安全保障 將展開深入研究

2022年在中國(guó)空間站進(jìn)行的為期120天的水稻實(shí)驗(yàn)，是國(guó)際上首次在軌完成的水稻從種子到種子的全生命周期培養(yǎng)。在此之前，國(guó)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(cè)帶來了怎樣的意義。

鄭慧瓊稱：“太空種植水稻跟地面來比，難度上面大了很多。首先太空當(dāng)中是一個(gè)真空環(huán)境，所以在太空當(dāng)中種水稻一定是一個(gè)人造的環(huán)境，就是在一個(gè)完全封閉的環(huán)境中來種水稻，光、氣、水都是要人工來保障的。尤其是光，因?yàn)樗具M(jìn)行光合作用對(duì)太陽光的要求比較高。在太空中種水稻，人工的光源不可能像太陽光那樣，所以空間實(shí)驗(yàn)水稻品種還要經(jīng)過一定的篩選或?qū)λ具M(jìn)行一些改造，使它能夠適應(yīng)人工光照。”

目前，我國(guó)科研人員已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在太空種水稻，并且實(shí)驗(yàn)證明這些水稻的種子在回到地面也具有繁殖能力。未來，科研團(tuán)隊(duì)將圍繞空間糧食安全保障展開進(jìn)一步深入研究。