探秘問天實驗艙解碼植物生長奧秘

近日，科學家已收到空間站發回的微重力環境中擬南芥生長的圖像。

11月29日，神舟十五號載人飛船由 “CZ-2F”運載火箭在酒泉衛星發射中心點火推送，成功將航天員費俊龍、鄧清明、張陸3名航天員送入太空。本次任務中，中國科學院分子植物科學卓越創新中心蔡偉明研究團隊承擔了“空間微重力環境調控植物細胞結構和功能的分子網絡研究”項目。

在軌拍攝植物生長單元中擬南芥幼苗生長狀態      中科院分子植物科學卓越創新中心供圖

研究團隊采用模式植物擬南芥作為空間實驗材料。該材料中與重力反應有關的某些基因作了改造和標記跟蹤，通過研究它們在特殊微重力環境中的表現，來重新認識它們的生物學功能。該研究結果預期將對空間微重力植物生物學效應和植物株型改良具有重要的科學意義和應用價值。

“第一次綠色革命”是科學家通過對植物株型的改良來實現的。本次實驗搭載的部分植物材料經過六年多地面準備工作，希望通過這次在軌實驗對農作物株型改良和作物增產具有促進作用。

植物生長單元貨包      中科院分子植物科學卓越創新中心供圖

該項目2020年在空間站空間科學與應用總體立項。與中國科學院上海技術物理研究所協作完成了空間植物培養生長盒的研制和空間飛行的系統測試。根據計劃，發射后約20小時后，該載荷由航天員安裝至問天艙生命生態實驗柜的通用生物培養箱中開展科學實驗。接下來的30至50天里，在空間微重力環境下，將對野生型和各種突變體、轉基因植株形態和發育狀況進行在軌自動化實時監測。回收后，通過結合空間處理樣品的組學測序，及地面模擬微重力樣品的關聯分析，系統分析空間微重力生物學效應的機制。

植物生長單元盒      中科院分子植物科學卓越創新中心供圖

為確保項目高質量交付，在中國科學院空間應用工程與技術中心總體的統一指揮、調度、安排下，團隊科研人員蔡偉明、徐佩佩、胡金波和許大釗(上海技物所)等先后分兩批趕赴酒泉衛星發射中心和北京的中科院空間應用中心，從實驗室搭建、樣品準備、實驗裝置狀態確認和操作細則編制等方面開展了周密的工作。