我們到太空“種”糧

“盒子高度14厘米，超過了（14厘米），高稈水稻現(xiàn)在約30厘米高！”8月29日，鄭慧瓊團隊在中國空間站種的水稻順利“滿月”；發(fā)布會上，她舉起一盒種有綠色水稻幼苗的演示品向媒體記者解釋，激動得甚至有些語無倫次。

? 鄭慧瓊是中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心研究員、中國空間站問天艙“微重力條件下高等植物開花調控的分子機理”實驗項目負責人。近20年間，她所在團隊一直致力于研究太空高等植物的生長問題。此次問天艙水稻實驗取得進展，意味著中國人有望首次在國際上實現(xiàn)空間站水稻“從種子到種子”的全生命周期培養(yǎng)。

中國空間站種的水稻“生長狀態(tài)良好”

? 從1950年代人類發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星以來，如何利用植物保障人類在地外環(huán)境中生存所需要的食物、氧氣和純凈水，就成為空間生命科學最為關注的問題之一。特別是過去10多年來，隨著重返月球、登陸火星、建立月球或火星基地成為人類空間探索的重要目標，各國科學家都在為長期在太空生存作糧食準備。鄭慧瓊感到：“解決建立空間生命保障系統(tǒng)的科學問題已經迫在眉睫。”

? 正是在這種背景下，空間站種水稻等一系列太空種植實驗應運而生。2022年7月24日，我國空間站問天實驗艙成功發(fā)射并與天和核心艙交會對接，問天實驗艙搭載了生命生態(tài)實驗柜、生物技術實驗柜等科學實驗柜。7月28日，載有實驗樣品水稻種子的實驗單元，被航天員安裝至問天實驗艙的生命生態(tài)通用實驗模塊中，7月29日正式啟動實驗。

? 鄭慧瓊說，此次實驗的目標是在國際上首次完成水稻在空間站從種子到種子全生命周期的培養(yǎng)研究，探索利用空間環(huán)境因素控制植物的開花，來尋找在較小的封閉空間中植物生產效率最大化的可能途徑。

? 實驗啟動后，高稈和矮稈水稻種子奮力生長，但不出所料，它們在微重力的空間環(huán)境中遭遇“水土不服”，患上了“航天綜合征”。長出的水稻幼苗看起來有些“懶散”，并沒有像地面上的水稻那樣精神抖擻地挺立起來，而是“趴”在了透明實驗盒子的壁上。

? 不過，這并不影響實驗給人們帶來成功的希望。

? 鄭慧瓊表示，目前已成功啟動了水稻的種子萌發(fā)，高稈水稻幼苗已長至30厘米左右高，矮稈水稻也有5-6厘米高，生長狀態(tài)良好；待后續(xù)成功結出種子后，將由航天員采集樣品、冷凍保存，最終隨航天員返回地面進行分析。

實際上，太空不但生長出了長勢良好的水稻，還給人類帶來了不少驚喜。鄭慧瓊介紹，在過去60多年中，科學家對于在空間種植和栽培植物進行了大量的研究，在各種空間飛行器中進行了20多種植物、50多項空間培養(yǎng)實驗。

“太空味道”飛入尋常百姓家

? 太空種植只是太空農業(yè)的一角，科學家還期待利用空間資源解決地球上的吃飯問題。利用空間環(huán)境育種，為地球作物改良品種，也是一條重要的思路。

? 為什么青睞航天育種？隨著人們生活水平的提高，吃飽早已不能滿足老百姓的需求，好吃、健康等標準使得人們對農業(yè)新品種的需求愈發(fā)迫切，加之社會和自然環(huán)境在改變，諸如國際競爭、高溫干旱等因素，都不斷對農作物品種提出新的要求。國家植物航天育種工程技術研究中心副主任、華南農業(yè)大學教授郭濤認為，與現(xiàn)代生物學結合的航天育種，是保障國家種業(yè)安全的重要手段之一。

? 郭濤說，科學家通過飛行器把地球種子送上太空，利用太空高真空、微重力、空間射線等條件誘發(fā)其遺傳基因發(fā)生改變，回到地面，再想辦法將那些好的改變“固定”下來，從而改良農作物品種的特定性狀。

? 通過這種方式，我國1987年第九顆返回式衛(wèi)星搭載著精挑細選的小麥、水稻、青椒等百余個品種的農作物種子，順利完成了我國首次航天育種“太空之旅”。隨后，航天育種相關實驗愈發(fā)豐富，蔬菜、瓜果、花卉、中草藥等均在其列。經過30多年的實踐，航天育種成果層出不窮，我國通過航天育種已篩選新材料1200多份，培育出新品種260多個，年推廣面積數(shù)千萬畝。不少科研成果已經從實驗室搬到了普通人的餐桌上。郭濤介紹，我國在1990年代就已經實現(xiàn)了水稻、小麥等作物航天育種品種的產業(yè)化，隨后相關產業(yè)更是不斷發(fā)展壯大。

? 以郭濤所在的研究團隊為例，10多年來，團隊已經選育了57個在生產上推廣和應用的水稻新品種，推廣面積累計超過5000萬畝。郭濤說：“比如，華航31號水稻經過空間誘變后，產量提升了約10%，成為廣東省農業(yè)主導品種。”此前，還有專家對媒體表示，北京市場約30%的草莓都是“航天草莓”。

? 事實上，人類利用太空資源充實地球餐桌的設想，并不僅限于航天育種。還有專家提出，未來或許可以在太空建設空間生物合成工廠，利用微重力、高真空等獨特條件，來完成大分子化合物或特定蛋白質的高效合成，大規(guī)模生產高純度淀粉、特定蛋白質或“人造肉”等高價值農產品。

? 由此可以看出，無論在哪里生存，人類靠“天”吃飯的計劃和執(zhí)行力都會相當出色。人類想成為多行星物種，也一定不是奢望。

（摘自《中國青年報》張茜）