中國太空站成功種出水稻種子順利回地球

大陸中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究團隊已完成在中國太空站進行水稻和擬南芥育種實驗，這是國際上首次在軌實現水稻從種子到種子全生命周期培養，成功收穫太空水稻種子。

中新社報導，中國太空站第三批太空科學實驗樣品12月4日晚隨神舟十四號飛船返回艙返回地面，在著陸場交付大陸中科院負責的中國載人航天工程太空應用系統。這批樣品中就包括經歷120天全生命周期的水稻和擬南芥種子，並於5日運抵北京確認完好後交付相關實驗科學家。

中科院分子植物科學卓越創新中心介紹說，該中心鄭慧瓊研究團隊承擔中國太空站「微重力條件下高等植物開花調控的分子機理」生命科學項目，國際上首次在軌開展水稻從種子到種子全生命周期培養實驗。同時，基於開花是結種子的前提，研究團隊還利用模式植物擬南芥，系統研究太空微重力對植物開花的影響。

本次在軌實驗共歷時120天，從2022年7月29日注入營養液啟動至11月25日結束，完成擬南芥和水稻種子萌發、幼苗生長、開花結籽全生命周期的培養。實驗期間，航天員在軌進行3次樣品採集，包括9月21日孕穗期水稻樣品採集、10月12日擬南芥開花期樣品採集、11月25日水稻和擬南芥種子成熟期樣品採集。

樣品採集後，開花或孕穗期樣品保存於-80℃低溫存儲櫃中，種子成熟期樣品保存於4℃低溫存儲櫃。按計畫，這些樣品在北京完成相關交接後，將轉運至上海的實驗室中做進一步檢測分析。

鄭慧瓊研究員指出，本次太空項目主要完成三項實驗內容：一是在軌完成水稻從種子萌發、幼苗生長、抽穗和結籽全生命周期的培養實驗並通過獲取圖像進行分析。 二是完成剪株後太空再生稻成功培育並結出成熟的種子（二茬）。 三是在軌完成擬南芥種子萌發、幼苗生長和不同三個生物鐘調控的開花關鍵基因對太空微重力響應的圖像觀察分析並在軌採集了樣品。

研究團隊通過對太空獲取的圖像分析，並與地面對照比較，發現太空微重力對水稻的多種農藝性狀，包括株高、分蘖數、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。

鄭慧瓊表示，這次在中國太空站開展的育種實驗已取得多項初步的重要發現，主要包括以下四個方面：一是水稻的株型在太空變得更為鬆散，主要是莖葉夾角變大；矮秆水稻變得更矮，高桿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太空更為凸顯。

二是水稻太空開花時間比地面略有提前，但灌漿時間延長10多天，大部分穎殼不能關閉。此過程受到基因表達的調控，後續將利用返回樣品進一步分析。 三是在太空進行再生稻實驗並獲得再生稻的種子。這是國際上首次在太空嘗試的再生稻技術，也為太空作物的高效生產提供新的思路和實驗證據。

四是首次對太空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。相關研究還為今後利用改造開花基因來促進植物適應太空微重力環境提供了新方向，研究團隊後續將進一步利用返回樣品對擬南芥適應太空環境的分子基礎進行深入解析。