中国空间站内,神舟二十三号乘组的三名航天员朱杨柱、张志远、黎家盈正稳步推进多项空间科学实验。其中,“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”实验取得阶段性进展,首批水稻实验样品已完成采集与存储工作。这项实验旨在探索长期空间微重力环境对水稻遗传特性的影响,为未来深空探测中的粮食原位生产提供科学依据。
今年5月24日,神舟二十三号载人飞船携带水稻种子等实验材料升空,正式开启这项具有里程碑意义的实验。根据规划,实验将首次在轨实现两代水稻的连续培养,形成从种子到种子、再到新一代种子的完整生长闭环。这一过程不仅需要克服空间环境的特殊挑战,还需验证水稻在微重力条件下的遗传稳定性。
实验选用的种子包含两类特殊材料:一类是此前在空间站完成生长周期并返回地面后连续种植两代的后代种子,其“祖先”曾经历过太空环境;另一类则是未经过太空暴露的普通种子。通过对比这两类种子的表现,科学家希望揭示太空环境对水稻遗传特性的潜在影响。
实验设计分为四个单元,每个单元播下六粒互为备份的种子。四个单元被分为两组,分别对应水稻的两种繁殖方式。第一组采用有性繁殖模式,待种子成熟后收获稻穗,再将稻穗转移至新培养盒进行二代种植。这一过程将考察“跨代记忆”现象,即祖先上过天的种子是否比普通种子更能适应空间环境。第二组则采用再生稻模式,在成熟后从根部割除地上部分,促使根茬重新萌发新稻。这种模式相当于延长同一植株的生长周期,便于比较营养繁殖与有性繁殖在空间环境下的适应性差异。
此次实验并非中国首次开展空间水稻研究。早在2022年,水稻种子就曾被带入太空,完成了从种子萌发、生长发育到收获新种子的完整生命周期。所获种子随神舟十四号乘组返回地面,为后续研究奠定了基础。与之前的研究相比,本次实验首次尝试在轨实现两代水稻的连续培养,标志着中国空间生物学研究迈入新阶段。