中国空间站里的水稻又收了一茬,而这一次,刚收获的太空稻种被直接种回了太空,长出从没回过地球的第二代水稻。10月18日晚,央视《新闻联播》披露,在轨开展的“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”实验取得新突破:神舟二十三号乘组已完成新一批水稻实验样品的采集与存储,并把一部分刚收获的“太空种子”重新播种。 这次“太空秋收”与以往种稻试验的分水岭就在这里——第二代水稻的种子,从成熟、收获到再萌发,全程没有返回地面接受重力刺激。央视网人民网
和2022年那次比,差在“一代”还是“两代”
水稻并非第一次上天。2022年,中国空间站开展了国际上首次水稻“从种子到种子”全生命周期空间培养实验,6粒稻种上天,收获了59粒第一代太空种子。 与上次仅在轨完成一代繁殖不同,这一次实验的关键,是让水稻在微重力条件下连续繁殖两代,观察重力环境变化对跨代遗传的影响。 地球上的重力是常量,以往的新稻种回到地面重新萌发,空间环境的作用就被“回地球”打断了一次;这次要补上的,是“种子→植株→种子→新一代种子”的完整双生命周期闭环。中国新闻网人民网光明网
24粒种子,两条繁殖路线
这块“太空试验田”用的材料是我国自主选育的粳稻,属于地面基因和分子机制研究基础扎实的模式水稻。 实验共设置4个单元,每个单元播下6粒种子,分成有性繁殖和营养繁殖两组。 两组对照,对应着水稻延续种群的两种方式:人民网央视网
有性繁殖组走“种子到种子”路线:成熟后收获稻穗,直接转入新培养盒种植二代,考察经过有性过程的“跨代记忆”,验证祖先上过天的种子是否比从未上过天的更能适应空间环境。人民网
营养繁殖组走再生稻路线:成熟后保留根系,利用留存的根茬重新萌发一茬新稻,考察无性繁殖在空间环境下的适应性。中国新闻网
上行的稻种也分“出身”:既有从未上过天的普通种子,也有2022年空间站收获的“太空种子”回到地面后繁育的后代。央视网
下结论之前,先等水稻回家
时间线并不长:5月24日稻种随神舟二十三号上行,培育两个多月后,第一批实验样品在8月初完成收获采集。 到10月中旬,这批太空稻种被再次播进培养单元,第二代水稻在轨开种。但要弄清水稻在微重力下是逐渐适应空间环境、还是出现代际衰退,眼下还没有答案——“首次在轨连续培育两代水稻”目前兑现的是过程突破,结论要留给样品下行。 按照计划,此次采集的样品后续将随神舟二十三号返回舱下行,由科学家进行表型和分子层面的综合分析。微博人民网央视网
深空的愿景之前,先有地面的实惠
对普通读者,最先兑现的收益可能在农田里:太空极端环境相当于一种全新的胁迫条件,可能促使水稻表现出在地面难以观察到的性状,发现的新基因资源可用于培育抗旱、耐盐碱品种。 更长线的目标则写在返回舱落地之后:一旦飞船离开近地轨道,靠地球补给粮食不可持续,地外粮食“原位”生产要求作物能在地球之外就地种粮、自主循环,且代代不退化。 这两代在轨水稻的样品下行并完成分析后,将为这条路线积累第一批跨代遗传数据。人民网央视网