“神舟十一号”上天,将进行太空植物栽培试验

北京时间10月17日早晨7点30分，“神舟十一号”载人飞船在中国酒泉卫星发射中心成功发射升空。在本次为期33天的太空之旅中，航天员将进行多项科学试验，其中包括了太空植物栽培试验。

人类要飞出地球、探索宇宙，首先要建立和发展空间生命生态支持系统，为人类航天活动提供长期生存所必需的氧气和食物。植物是空间生命生态支持系统中的关键部件。国内外科学家在太空已经开展了多次植物生长实验：2011年11月21日，神舟八号飞船返回舱开舱，搭载的8瓶番茄试管苗，其中5株开花结果，果实多数是绿色，一个已经转红。2015年8月10日，美国航天局(NASA)公布了美国和日本宇航员一起品尝第一批太空生长的紫叶生菜的视频。2016年1月17日，英国《每日邮报》报道，已经在国际空间站上驻留1年的美国宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)日前宣布，他们种植的太空植物百日菊开花。

2015年8月10日，美国航天局公布的宇航员品尝首次收获的太空紫叶生菜的视频截图(NASA TV)

国际空间站上的宇航员发布照片，显示他们在太空种出的开花植物——百日菊(网页截图）

本次“天宫二号“和“神舟十一号“的太空植物栽培试验

根据地球上高等植物受光周期诱导的两种典型的反应途径（长日和短日诱导开花途径）以及关键的开花基因的作用机理，选择了长日照植物拟南芥和短日照植物水稻为研究对象。借助实时成像技术，研究人员可以观察微重力条件下拟南芥和水稻从种子萌发、幼苗生长和开花发育全过程。通过实时荧光图像技术，在分子水平检测开花基因在微重力情况下的表达动态。这些研究为解析微重力条件下高等植物形态建成，以及从种子萌发、营养生长向生殖生长转变过程的调控机理提供新的知识，对植物栽培和品种选育等都具有重要意义。本次试验研究过程中部分拟南芥样品将由航天员参与回收，用于后续分析，为我们了解空间微重力条件下高等植物种子发育与营养贮藏提供第一手材料。

高等植物培养箱（左图）和空间高等植物培养实验示意图（右图）

中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所负责科学实验样品和内容的设计、实验方案和实验结果的分析。

中国科学院上海技术物理研究所研制高等植物培养箱。

（以上文字及图片均来自网络）

补充阅读：

《植物生态学报》2011年35卷第8期综述文章《低压环境中植物的生长特性及适应机理研究进展》简介

受控生态生命保障系统(controlledecological life support system, CELSS)是人类将来开展长期载人航天所必需的生命保障系统。植物是CELSS中的关键生物部件。在低压环境中, 植物会面临与常压不同的总大气压力(总压)、O₂分压和CO₂分压等大气环境条件。虽然植物在一定的低压环境中能完成完整的生长周期(从种子到种子), 但为了适应新的大气环境条件, 其生理生态特性均会发生改变。该文综述了低压对植物种子萌发、植株形态结构、生长特性、根系养分吸收、植株营养品质、叶片气体交换和乙烯(C₂H₄)释放的影响, 以及低压环境诱导的植物基因表达和相应的调控机理等, 从不同角度阐述了低压环境对植物生长的影响及植物对低压环境的适应机理, 并指出了将来需要进一步开展的试验研究方向。