近日,随着神舟二十三号载人飞船顺利发射升空,一批水稻种子搭乘飞船奔赴中国空间站,标志着我国正式启动太空连续两代水稻培育实验,这也是我国航天育种与空间生命科学领域的全新突破,系国内首次在轨开展水稻两代连续培育研究,将填补空间作物多代培育研究的技术空白。
据了解,本次空间站搭载的水稻培育实验全称为“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”,是此次神舟二十三号载人飞船搭载的重点空间科学实验项目之一。相较于此前空间站水稻“从种子到种子”的单代全生命周期培育实验,本次实验实现关键性升级,将首次在轨完成水稻两代连续生长培育,在太空环境中构建“种子萌发—植株生长—开花结籽—新一代种子再生”的完整闭环生长体系,真正实现太空水稻多代连续繁育。
此前,我国科研团队已在2022年依托神舟十四号任务,在国际上首次完成空间站水稻单代全生命周期培育实验,成功收获太空水稻种子,还突破性实现空间再生稻培育,验证了水稻在太空微重力环境下生长繁育的可行性。而本次两代连续培育实验,将突破单代培育的研究局限,聚焦长期空间特殊环境对作物生长的深层影响。实验将采用未经太空飞行历练的原生水稻种子,在轨培育获得第一代太空水稻种子后,继续开展第二代水稻培育,全程追踪微重力、空间辐射等特殊太空环境对水稻生长发育、基因遗传、性状表达的持续影响。
科研人员介绍,太空微重力、特殊辐射、密闭极端环境,会对植物生长节律、遗传稳定性产生复杂且未知的影响。单代培育仅能观测短期空间环境的即时作用,而连续两代培育可精准解析长期空间环境对水稻遗传稳定性、环境适应性的调控机理,系统探究太空环境是否会引发水稻基因变异、性状退化、繁育能力改变等关键问题,深度挖掘具备优质、高产、抗逆等优良特性的水稻新基因资源。
本次实验的开展,具备重大的科学价值与应用前景。在航天科研领域,该研究将完善空间作物多代培育技术体系,丰富空间生命科学研究数据,为后续空间站常态化作物培育、空间生态系统构建提供核心技术支撑。在农业科研领域,实验筛选出的优良水稻种质资源,可反哺地面农业育种,助力培育高产、优质、抗逆性强的水稻新品种,赋能我国种业振兴与粮食安全保障。
更具深远意义的是,此次太空两代水稻培育实验,将破解深空探测中长期驻留的粮食原位供给难题。未来载人深空探测、月球与火星基地建设,需要实现农作物自主繁育、持续产出,本次实验获取的多代水稻空间生长数据,将为地外空间粮食原位生产、构建闭环空间生命保障系统奠定坚实理论与技术基础,为人类长期驻留太空提供核心粮食保障方案。
目前,搭载升空的水稻种子已顺利进驻中国空间站,后续将由航天员配合地面科研团队,分阶段完成播种、培育、观测、采收等全流程实验操作,持续记录两代水稻在轨生长的各项数据。待实验完成后,科研团队将对返回的种子和实验数据开展系统性分析,全面解锁水稻太空多代繁育的科学奥秘,推动我国空间农业科学与航天育种技术迈向新高度。
业内专家表示,此次我国首次太空连续两代水稻培育实验,是航天技术与现代农业深度融合的重要实践,既是我国空间生命科学研究的重要里程碑,也彰显了我国在航天育种、空间作物培育领域的领先科研实力,为探索地外农业生产、守护国家粮食安全、拓展人类深空生存边界注入强劲科技动力。