航天科研/探明微重力作用 解碼水稻繁衍「跨代記憶」
水稻離開地面重力,能否在太空連續世代繁衍、像陸生作物維持遺傳穩定?正在空間站進行的「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」實驗,透過選取普通稻種與經歷過太空之旅的後代稻種作對照,採用有性繁殖與再生稻無性繁殖兩種培育模式,對比觀察水稻在微重力下的代際變化,探明重力對作物繁衍的作用機制,為實現長期太空駐留的糧食自主打下基礎。
專家此前介紹,跟隨神舟二十三號乘組進入空間站的有兩類身份不同的稻種:一類是從未離開過地球表面的普通種子;另一類是2022年神舟十四號在軌收穫、返回地面後已繁育數代的「太空世家」後代。它們同屬中國本土粳稻品種,適應性強、生長周期3至4個月,被分置在4個培養單元中,每單元6粒互為備份,在同一空間條件下展開對比。
保證優良品種穩定供給
實驗設計了兩條不同的「傳代」路徑。有性繁殖組讓種子成熟後收穫稻穗,再將稻穗轉移至新培養盒進行二代種植,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。另外一種無性繁殖,也叫作營養繁殖,另外一組則採用再生稻模式,水稻成熟後只需保留根系,利用留存的根茬便可重新萌發,長出新的一茬,這樣可以比較營養繁殖與有性繁殖在空間環境下的適應性差異。
更關鍵的是,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。專家表示,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。\大公報記者劉凝哲