天宮首育兩代水稻 航天員收穫首代穗 神二十三探路太空糧食原位生產 將二次播種並帶回莖葉研究
盛夏時分，中國空間站內的太空水稻實驗迎來新進展。中國載人航天工程《天宮TV》最新播出的影片中，神舟二十三號航天員朱楊柱、張志遠、黎家盈展開太空水稻實驗樣品採集及存儲的工作，這項實驗將首次在太空中連續培養兩代水稻，有望在太空完成從種子到種子、再到新一代種子的完整生長閉環。這項實驗意義重大，將解析長期空間微重力對水稻遺傳穩定性的作用機制，意味着在未來深空探測的征程裏將可能實現糧食原位生產。
●文：香港文匯報記者 劉凝哲 北京報道 圖：視頻截圖
過去一周，中國空間站一派熱火朝天的忙碌景象，太空水稻實驗迎來「收穫季」。《天宮TV》畫面顯示，黎家盈等航天員密集開展了多項實（試）驗。航天員手持太空水稻實驗單元，並使用工具開啟實驗單元，小心採集水稻稻穗的樣品，儲存保管好。這項實驗的官方名稱是「空間水稻多代遺傳穩定性與環境適應性調控的分子機理研究」，也是此前空間站太空水稻實驗的延續。
延續2022年太空育種研究
在科學家看來，水稻在太空完成從種子到種子、再到新一代種子的完整生長閉環的實驗非常重要，事關未來深空探測中糧食是否可能實現原位生產。所謂原位生產，就是指不再將種好的糧食從地球運送上太空，而是直接在太空的微重力環境下種植糧食作物，獲得糧食以滿足人類長期太空生活的需要。
中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員鄭慧瓊介紹，早在2022年，水稻種子就曾被帶上太空，完成了從種子萌發、生長發育到收穫新種子的「從種子到種子」完整生命周期，所獲種子隨神舟十四號乘組返回地面。此次隨神舟二十三號任務進入太空的種子，包含兩類：一類是上次在空間站收穫的種子返回地面後連續種植兩茬所繁衍的後代，其「祖先」曾經歷過太空環境；另一類則是從未上過天的普通種子。
神舟二十三號的實驗共設置4個單元，每個單元播下6粒互為備份的種子。4個單元又分成兩組，分別對應水稻的兩種繁殖方式。其中一組將開展有性繁殖，讓種子成熟後收穫稻穗，再將稻穗轉移至新培養盒中進行二代種植，考察經過有性過程的「跨代記憶」，即祖先上過天的種子是否比從未上過天的更能適應空間環境。
另外一組則採用再生稻模式，在成熟後從根部割除地上部分，讓根茬重新萌發新稻，相當於延長同一植株的生長時間，比較營養繁殖與有性繁殖在空間環境下的適應性差異。
探索深空狀態自給糧食
鄭慧瓊表示，神舟二十三號的太空水稻實驗與上次僅在軌完成一代繁殖不同，關鍵在於讓水稻在微重力條件下連續繁殖兩代，以此觀察重力環境變化對跨代遺傳的影響。地上發育的種子在空間站結出新種子後，如果新種子不返回地面接受重力刺激，直接在微重力環境下再繁殖一代，就可以清晰揭示重力變化在水稻世代繁衍過程中的作用。這不僅能增進對重力影響生命機制的認知，更關係到人類未來能否實現地外原位糧食生產。一旦離開近地軌道走向更遠的星球，靠地球補給糧食難以持續，必須利用農作物原位生產。
然而，如果太空種植的種子一代代退化，就無法保證優良品種的穩定供給。「因此，在真正邁向深空前，需要利用空間站弄清楚水稻是逐漸適應空間環境，還是出現代際衰退，並探索維持品種穩定可靠的措施。」鄭慧瓊說。
據了解，後續《天宮TV》將帶來黎家盈等航天員在空間站為水稻實施二次播種的消息。未來，航天員們還要將莖葉等樣品置於-80℃環境中凍存帶回地面，供科學家進行深入研究。
