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”生命科學實驗項目。7月28日，載有實驗樣品擬南芥種子和水稻種子的實驗單元，由航天員安裝至問天實驗艙的生命生態通用實驗模塊中，通過地面程序注入指令於7月29日啟動實驗。目前已成功啟動了擬南芥和水稻的種子萌發，擬南芥幼苗已長出四片葉子，高秆水稻幼苗已長至14厘米左右高，矮秆水稻也有4～5厘米高，生長狀態良好，後續將完成擬南芥和水稻在空間從種子到種子全生命周期的實驗，並在實驗過程中由航天員采集樣品、冷凍保存，最終隨航天員返回地面進行分析。
本次空間實驗樣品擬南芥和水稻是兩種模式植物。擬南芥代表雙子葉、長日、十字花科植物， 很多蔬菜，比如青菜、油菜等都屬於十字花科。而水稻代表單子葉、短日、禾本科植物，很多糧食類作物，比如小麥、玉米等屬於禾本科。本項目主要研究空間微重力條件下，擬南芥和水稻的開花調控的分子機理。“開花”是植物結出新一代種子的前提。農作物的種子既是糧食，也是繁殖下一代的載體。隨著載人深空探測的發展深入，比如登陸火星，要想真正解決人類長期空間探索的糧食保障問題，必須解決在空間生產糧食這一難題。因此，太空種植的農作物必須具備高產優質、高生產效率和低能源消耗的要求。
本次實驗的目標是完成擬南芥和水稻在空間站從種子到種子全生命周期的培養研究，探索利用空間環境因素控制植物的開花，來實現在較小的封閉空間中植物生產效率最大化的可能途徑，同時通過航天員在軌采集樣品，冷凍保存返回分析，鑒定空間微重力調控植物開花的關鍵樞紐基因並對其進行功能驗證，為下一步構建適應空間微重力環境的高產優質農作物提供分子元件。
分子植物卓越中心鄭慧瓊研究員表示，希望通過本次研究，在國際上首次完成空間微重力條件下水稻從“種子到種子”全生命周期的培養實驗，並獲得水稻培養的關鍵環境參數，為進一步解析空間微重力對水稻生長發育的影響及分子基礎，利用水稻進行空間糧食生產提供重要理論指導。同時，通過轉錄組分析比較擬南芥和水稻兩種模式植物在空間環境中開花途徑關鍵基因的表達及其調控網絡的變化，解析空間微重力對於長日和短日植物開花的分子機理，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。 |
