开花更晚长得也慢,但寿命更长!还记得天宫二号里的拟南芥和水稻吗?

创新之城 2018-09-26 11:31
来源:上观新闻 作者:黄海华
人类虽然飞出了地球,但在太空中,食物的自给仍是一个问题。

还记得被送上天宫二号的拟南芥和水稻吗?作为天宫二号唯一的生命科学实验,这也是我国首次在太空环境下开展的“从种子到种子”全生命周期培养实验。地球上的植物在太空中还能正常生长吗?在天宫二号成功发射两周年之际,中科院植物生理生态研究所郑慧琼研究员,接受了解放日报·上观新闻记者的采访,为我们讲述有趣的发现。

 

为什么选择了拟南芥和水稻

 

人类虽然飞出了地球,但在太空中,食物的自给仍是一个问题。中科院植物生理生态研究所的科研人员为此精心设计了实验方案,挑选了两种典型的受光周期诱导的高等植物,即长日照植物拟南芥和短日照植物水稻。

 

通过在太空环境下开展“从种子到种子”全生命周期培养实验,科研人员想要探寻三个关键科学问题:微重力是否影响光周期调控的植物开花?微重力是否影响植物开花基因的表达?微重力是否影响到植物种子的发育?

 

植物在空间长得东倒西歪

 

“由于空间没有重力引导,植物方向感差,长得有点东倒西歪。”郑慧琼笑着说。据介绍,由于空间水不能有效地回到土壤中,增强了水稻吐水现象,从而使得水滴漂浮于培养盒中,影响了水稻的生长。

 

空间没有重力引导,植物方向感差

 

同样,由于缺乏重力引导,根的定向生长运动也受阻。微重力下,根的向触性(对接触做出反应,产生生长运动)增大,向水性减弱,但仍具有向水生长的能力。这为研究向重性、向触性和向水性相互关系提供了新证据,为未来利用空间研究植物根的向性生长分子机理提供了新思路和重要参考。

 

“有趣的是,植物在空间开花更晚,长得也慢,但寿命更长。”在微重力下,植物响应光周期变慢了,开花也延迟了,拟南芥在长日条件下的植株比地面对照组多活了65天,短日转长日的植株则比地面多活了456天。在空间里,水稻的叶片衰老也慢于地面。(见视频)

 

航天员首次参与生物样品的回收

 

本次实验过程中部分拟南芥样品由航天员直接参与回收,这也是我国航天员首次参与生物样品的回收,为植物学家的后续分析提供了第一手材料。

 

微重力是研究重力作用于植物的珍贵资源。科研人员对空间回收的拟南芥样品进行了系统的转录组分析,这些分析数据对于解析微重力信号途径的关键点十分重要,将来可进一步应用于作物产量与品质的改良,以及空间生命生态支持系统中植物品种的选育等,也为有效利用空间有限资源进行最大化的植物生产提供了重要的空间实验证据。

栏目主编:黄海华 文字编辑:黄海华 题图来源:东方IC 图片编辑:邵竞
本文图和视频:采访对象 提供
题图说明:天宫二号搭载的植物实验。

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