神舟二十三号载人飞船5月发射,水稻种子等实验材料随船飞赴中国空间站。经过两个多月的精心培育,航天员收获了第一批水稻实验样品,该实验有望首次在轨连续培养两代水稻。
实现在轨连续培养两代水稻,对于我们未来的太空探索意味着什么?10年来“太空菜园”都收获了哪些作物?从太空蔬菜到太空水稻,中国人为什么执着于太空“种地”?
首次在轨连续培养两代水稻实验进展顺利
进驻中国空间站两个多月以来,神舟二十三号乘组的三名航天员朱杨柱、张志远、黎家盈状态良好。首次开展的“空间水稻多代遗传稳定性与环境适应性调控的分子机理研究”实验,完成了第一批水稻实验样品采集及存储工作,相关研究有望为地外粮食“原位”生产提供理论支撑。
经过两个多月精心培育,航天员收获了第一批水稻实验样品。该实验有望首次在轨连续培养两代水稻,实现水稻“从种子到种子再到种子”的连续两个全生命周期。
地外“原位”生产:走向深空的关键生存保障
所谓“原位”生产,就是指不依赖地球补给,在太空中就地种粮、自主循环,这将为人类走向更远深空提供关键的生存保障。
2022年,中国空间站开展了国际上首次水稻“从种子到种子”全生命周期空间培养实验,6粒水稻种子上天,收获59粒第一代太空水稻种子。
这次随神舟二十三号飞船进入太空的稻种,其中一类是从未离开过地球表面的普通种子,另一类则是2022年在空间站收获并带回地面繁育了三代的“太空世家”后代。
本次实验分成两组,分别对应水稻的两种繁殖方式:
其中一组将开展有性繁殖,让种子成熟后收获稻穗,再将稻穗转移至新培养盒中进行二代种植,考察经过有性过程的“跨代记忆”,即上过天的种子是否比从未上过天的更能适应空间环境。
另外一组则采用再生稻模式,水稻成熟后只需保留根系,利用留存的根茬便可重新萌发,长出新的一茬,比较营养繁殖与有性繁殖在空间环境下的适应性差异。
据了解,航天员不仅要采集稻穗和种子,还要将茎叶等样品低温储存带回地球,供科研人员展开相关方面的研究,从而为未来太空农业的生产模式选择提供依据。
在太空连续培育两代水稻实际操作起来并不简单,为什么要在太空连续培育两代水稻?中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员郑慧琼表示,现在解决粮食问题是从地球上运送粮食,假如到火星了以后,从地球上运送粮食的成本就非常高,也不太现实。所以就像到火星或者更远的深空,可能就需要原位进行粮食生产。所以现在就要研究,这个优良品种到天上去,它生产了一代种子,然后这个种子它的遗传稳定性能不能保持,遗传特性能不能保持,它下一代种子是什么样,就是这次实验要做的。
10年间“太空菜园”收获了多少作物?
从2016年中国航天员在天宫二号首次播下生菜种子,到2026年中国空间站实现多批次太空种植,十年间,中国航天人突破重重技术难关,太空种菜也从科幻变为现实。
这张照片拍摄于2016年,天宫二号空间实验室内,神舟十一号航天员景海鹏、陈冬小心细致地播种下了生菜种子,这是中国人首次在太空人工栽培蔬菜。一个月后,翠绿的生菜长成了,但航天员并未在轨食用,而是将植物采样带回地面,进行生物安全性检测,充分证明了中国人在太空种菜的可行性。
自中国空间站进入建造阶段,太空种植迎来全新发展阶段。2022年9月10日,神舟十四号航天员乘组迎来了在中国空间站的首个中秋节,这一天,乘组迎来了一份特别的“加菜”——他们携带的生菜种子经过近三个月的种植培养,长成了两株绿意盎然的“太空生菜”。这是中国航天员首次在轨食用自己种植的蔬菜。除生菜外,乘组还成功栽培了小麦和矮秆番茄。
随着中国空间站全面建成并转入常态化运营,航天员在轨工作生活长达半年,对新鲜蔬果和太空绿色鲜活环境的需求增加,植物种植的面积和数量也随之增长,执行任务的航天员乘组持续在太空进行植物栽培实验。
神十五至神十七乘组接力“务农”,培育出三种生菜(“生菜王”“红叶”“美罗”)和“红蕾”樱桃番茄,丰富了中国人的“太空食谱”;
神十九乘组首次尝试在轨种植甘薯,拓展了太空种植作物谱系。
这片“太空菜园”,正在变得越来越丰富。
目前,空间站在轨设置了2套空间植物栽培装置,分别于2023年6月和8月正式启用,用于开展生菜栽培验证实验和樱桃番茄、小葱的栽培试验。接下来,空间站内还将开展小麦、胡萝卜及药食类植物的气雾培养试验。
中国人为什么执着于太空“种地”?
从太空蔬菜到太空水稻,中国人为什么执着于太空“种地”?专家表示,这里面既有太空探索的需要,更有我们的文明密码。
北京航空航天大学航空专家 《航空知识》主编 王亚男:如果人类未来要在深空乃至地外其他的天体上长期的驻留和科考,需要长期在太空中去种植水稻作为主要的食物来源。水稻在太空中多个生命周期中是否具有遗传的稳定性,就意味着人类能否在太空中,以可持续的方式不断地去种植水稻。这会为航天员提供一个稳定的可能的食物来源,所以这也是这一次培育实验的一个重要目标。
坚持“种地”为太空生存提供稳定食物来源
中央社会主义学院中华文化教研部研究员 孙佳山:这是因为我们中国人对土地的眷恋,是中国人安土重迁观念的最极致的表达。中国人走到哪儿,饭碗就要端到哪儿。几千年的农耕文明,让中华民族具备了独特的文明特征,是老祖宗留给我们的一大农耕血脉文化基因,就是手里有粮,心里不慌。今天的太空水稻育种并不是一个偶然,而是中华民族、中华文明的文化基因、文化属性在太空时代、航天时代的一个自然的延续。
(央视新闻客户端)
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