科学家新发现神十四太空带回全球头粒水稻种子或造福全人类
发布时间：2022-12-10 11:00:14 所属栏目：动态 来源：网络
导读： 神舟十四安全返航并带回了一批实验样本，已经交付给中科院研究人员。其中的水稻种子样本最令人振奋，种子经过了宇航员120天的太空培育，顺利发芽成熟并结出了新的种子，这是世界上第一
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神舟十四安全返航并带回了一批实验样本，已经交付给中科院研究人员。其中的水稻种子样本最令人振奋，种子经过了宇航员120天的太空培育，顺利发芽成熟并结出了新的种子，这是世界上第一粒在太空中培育出的水稻种子，足见其对我国粮食产业发展的重要性。 在过去科学家们在太空进行了多达上百种植物培育实验，不过以种育种的之前只有油菜，小麦和豌豆，此次在问天实验室舱进行的水稻种子和拟南芥种子实验，主要是为了探究太空中微重力环境下高等植物开花的调控机理，以及通过水稻实验为太空粮食生产提供参考指导数据。 对收到的样本进行观察发现由于太空中的微重力环境，植物在这里不再只是向下生长，研究人员惊喜地发现在水稻植株的茎上生出了根，并且在茎的结上抽出了很多侧枝，这在地球上都是不可能出现的现象。 对水稻和拟南芥生长过程中的图像进行分析发现水稻柱形在太空中较松散，矮杆水稻变得更矮，高杆水稻则没怎么受到影响。开花时间和颖壳闭合是生产优质种子的重要保障，但是实验显示太空中水稻开花时间略微提前，灌浆时间延长了十几天，大部分颖壳无法关闭，研究人员表示接下来一步将对种子进行培养检测其活力和营养物质是否发生变化。 首次实现太空再生稻技术： 再生稻技术就是让经过一次采收的水稻，稻桩上的休眠芽再次生长抽穗，一株水稻能收割两茬，这样就能提高产量，增加种植效率了。此次在太空实验舱内对水稻进行剪株，仅仅20天后水稻就再次抽穗了，而地球上水稻再次抽穗则需要至少一个月的时间。研究人员猜测此次实验结果或许能为水稻增收提供帮助。 地球上有充足的土地供人们种植，为何还要大费周章地跑上太空育种呢？ 之所以人类在太空中进行植物种植研究，一是为了提高宇航员们的生活质量。以前因为科技不发达，在太空微重力环境，宇航员们的食物比较单一，都是些压缩固体食物，或者是把食物做成糊状像牙膏一样挤着吃，但是随着宇航员们在空间站待的时间越来越长，单一的食物来源已经不能满足他们的日常生活，因此需要在太空中种植新鲜蔬菜提供宇航员们维生素和微量元素等营养。 其次是科学家们考虑到日后人类或许有太空旅行或定居太空的需求，太空种植植物可以满足人类的基本生存需求：为人类提供食物和水分，控制太空舱内湿度，为飞船提供空气循环系统—利用光合作用将船舱内产生的废气转化成氧气供人类或动物呼吸。 这不是首例进入太空的植物 地球最早进行太空旅行的植物是玉米，是1946年，美国用火箭将玉米种子发射到太空后进行回收，成功种植出世界上第一批太空植物。 1966年，苏联进行“kosmos 110”生物太空实验，将一些种子和狗一起送上太空，在太空中待了22天后返回地球，其中的生菜，卷心菜和豆子的种子顺利发芽，并且科学家们惊喜的发现太空培育出的植物产量相比地球上的显著增高。 1982年苏联成功在“Fiton-3实验微型温室”中种下200粒拟南芥种子，其中42%成功长大并结出种子，这是第一次成功在太空用种子种出新的种子，为全世界的太空种植研究拉开了序幕。 之后为了探索太空环境对植物生长产生的具体影响，欧美各国都陆续在太空中进行了各类植物实验项目：1983年美国对向日葵进行太空实验，发现微重力环境下向日葵仍然能随着阳关旋转；2008年欧洲在太空上进行栽培试验发现即使是微重力环境植物仍能感知到重力方向； 太空中变异的植物 太空中的植物之所以性状会发生改变主要有两个因素，一个是上面提到的微重力，另一个是宇宙射线，那么它们具体会如何影响植物生长呢？ 一些实验证明太空生长的植物光合作用器官会受到微重力影响，例如玉米和芸芥幼苗叶绿素和胡萝卜素含量偏低，小麦的叶绿体呈卵形，绿球藻细胞叶绿体淀粉粒数量和大小都降低了。 微重力似乎还会降低植物的“免疫力”，科学家猜测或许是微重力间接导致的植物生理运输和交换受到限制，防御反应系统功能随之降低，太空生长的植物更容易感染病菌。 除了微重力，太空中的宇宙射线也会引发植物种子基因产生变异，从而改变植物的性状，此过程又被叫做太空诱变。一些变异是失败的，会使植物患上“太空病”无法正常发芽，另一些突变则有利于植物生长。 科学家经过筛选后将发生有益突变的种子留下来并进行种植，发现培育出的植株相比普通品种通常更强壮，并且对极端环境有更强的耐受力，有些植株产量会变多，生长速度更快，需水量更少。 我国有哪些已经投入规模化生产的太空诱变作物？ 我国在1987年通过返回式卫星发射并回收了第一批水稻和青椒等作物种子。1990年成功使用回收的种子培育出新品种“宇航一号”甜椒，比普通品种拥有更大的果实和更强的抗病力。 2008年经过太空诱变培育出的新品种“鲁原502”的麦种在试验田试播种，经过太空射线辐射过的小麦种子DNA发生变化，产生了更耐旱和抗病虫害的特点，最终产量比普通小麦高出11%，国际上也都对这个新品种表示了认可，现在“鲁原502”已成为中国种植面积第二大的小麦品种。 除了蔬菜等农作物外，今后我国将会考虑在太空培育用于西部开发的草种，中草药，观赏花卉以及经济绿化树木等植物。在我国之后的太空站育种选品方向上，各国也根据各自的饮食习惯提出了建议：俄罗斯提议说建议种植番茄和小麦：美国认为应该种植香料等高附加值的植物，这些建议都具有参考价值，或许未来会纳入我国育种计划中。 食用太空诱变作物对人类有害吗？ 之前的转基因大豆安全性事件闹得沸沸扬扬，相信大家也都有所耳闻。于是有人对太空基因突变植物的安全性产生了质疑。科学家则表示太空诱变作物很安全，大可不必担心。 太空育种和转基因食品产生基因突变的原理不同：转基因大豆是将外源基因导入大豆体内，例如其他植物以及微生物，动物的基因。而太空育种没有将外源基因导入植物体内，是通过宇宙射线加速了地球植物需要几百上千年才能完成的自然变异，并且太空辐射剂量不到国际食品安全辐射量的十分之一，因此完全不用担心其安全性。 在其他星球种植蔬菜有没有可能？ 如今人类已经不满足于在太空舱中种植植物了，甚至把“魔爪”伸向了周边星球。2020年我国嫦娥5号将一批水稻种子送上月球，并已经成功在试验田种植收成。目前我国利用返回式卫星，高空平台站和载人飞船，每年两次将种子送入太空中来改良植物基因。 由于火星是太阳系内第二适合人类定居的星球，目前全球主要把精力放在研究火星种植术上。例如美国正在进行一项研究：模拟月球和火星的环境，进行蔬菜种植实验，并已经成功种植出了绿油油的莴苣以及土豆。 随着人类探索宇宙的步伐逐渐加快，或许未来有一天火星或者月球上真的会出现农田呢！在100年前人类甚至都不敢想象未来能够进入太空中，也许一两百年之后人类太空旅行甚至在火星上生活都不再是梦！ （编辑：晋中站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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