12月4日，神舟十四號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸。隨艙下行的載人空間站第三批空間科學(xué)實驗樣品在著陸場交付空間應(yīng)用系統(tǒng)，包括3個生物樣品冷包和1個無容器樣品袋。該批樣品于5日順利運抵中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心，經(jīng)檢查確認返回樣品完好后，樣品順利交接至相關(guān)實驗科學(xué)家手中。其中就包括了經(jīng)過120天的空間培育生長，國際上首次在軌獲得的水稻種子。

(相關(guān)資料圖)

水稻首次在太空結(jié)籽

水稻是人類主要的糧食作物，也是未來載人深空探測生命支持系統(tǒng)的主要候選糧食作物，利用空間微重力進行水稻育種，是空間植物學(xué)研究的重要方向之一。種子既是人類的糧食，也是繁殖下一代植物的載體，人類要在空間長期生存，就必須要保證植物能夠在空間完成世代交替。

此前，國際上在空間只完成了擬南芥、油菜、豌豆和小麥“從種子到種子”的培養(yǎng)。而在中國空間站內(nèi)，“微重力條件下高等植物開花調(diào)控的分子機理”項目瞄準(zhǔn)了水稻和擬南芥兩種植物。

神十四乘組在軌期間，從7月29日注入營養(yǎng)液啟動實驗，至11月25日結(jié)束實驗，水稻和擬南芥種子在中國空間站內(nèi)經(jīng)歷了120天的空間培育生長，完成了種子萌發(fā)、幼苗生長、開花結(jié)籽這一“從種子到種子”的發(fā)育全過程。這是國際上首次完成的水稻全生命周期培養(yǎng)實驗。

期間，航天員在軌進行了三次樣品采集，包括孕穗期水稻樣品、擬南芥開花期樣品及水稻和擬南芥種子成熟期樣品。采集后，開花或孕穗期樣品保存于零下80攝氏度的低溫存儲柜中，種子成熟期樣品保存于4攝氏度低溫存儲柜。

水稻和擬南芥的在軌實驗樣品分別裝在3個生物樣品冷包中，隨飛船返回地球。后續(xù)，科學(xué)家將對返回樣品進行分子生物學(xué)、細胞學(xué)和代謝等相關(guān)分析，通過檢測及分析研究，解析空間微重力對于擬南芥和水稻作用的規(guī)律和分子基礎(chǔ)，為進一步創(chuàng)制適應(yīng)空間環(huán)境的作物和開發(fā)利用空間微重力環(huán)境資源提供理論依據(jù)。

水稻在太空開花時間提前

水稻在太空中的長勢是科研人員關(guān)注的重點。在空間站微重力環(huán)境下生長的水稻，其多種農(nóng)藝性狀都與地面有所不同。

其株型在空間變得更為松散，矮桿水稻變得更矮，高稈水稻的高度沒有受到明顯的影響；水稻在空間開花時間比地面略有提前，但灌漿時間延長了10多天；大部分的穎殼不能關(guān)閉。開花時間和穎殼閉合在保障植物充分的生殖生長、獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種子方面有重要作用，科研人員將利用返回樣品進行進一步分析。

此外，航天員還在空間站內(nèi)開展了再生稻實驗，并獲得了再生稻的種子，水稻剪株后僅20天就再生出了2個稻穗。研究人員認為，這為空間作物的高效生產(chǎn)提供了新的思路和實驗證據(jù)，該技術(shù)可以大大增加單位體積中的水稻產(chǎn)量，也是國際上首次在空間嘗試的再生稻技術(shù)。

擬南芥在太空也順利開花，科研人員首次對空間生物鐘調(diào)控光周期開花的關(guān)鍵基因進行研究。后續(xù)還將進一步利用返回材料，對擬南芥適應(yīng)空間環(huán)境的分子基礎(chǔ)進行深入解析。

無容器材料實驗柜穩(wěn)定運行

在本次返回的無容器樣品袋中，還裝著4盒無容器材料實驗樣品，這是空間站無容器材料實驗柜在微重力環(huán)境下開展實驗產(chǎn)生的樣品。

無容器材料實驗柜是國內(nèi)首個、國際上第二臺在軌成功運行的同類實驗設(shè)施，到目前為止已實現(xiàn)在軌穩(wěn)定運行590余天，順利完成了7盒材料樣品在軌實驗，成功加熱樣品73顆。

中科院表示，通過長期在軌實驗，空間應(yīng)用系統(tǒng)突破并掌握了一系列關(guān)鍵技術(shù)，獲取了大量重要的科學(xué)數(shù)據(jù)，揭示了一批空間實驗新現(xiàn)象，并通過地面分析研究，產(chǎn)出了一些初步成果，在國際著名頂級期刊上發(fā)表了多篇論文。后續(xù)，科學(xué)家將繼續(xù)加快開展新型金屬合金深過冷凝固過程研究和熱物性參數(shù)測量，以獲得地面高性能制備工藝關(guān)鍵條件，指導(dǎo)地面新材料制備。

（中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心、中科院空間應(yīng)用中心供圖）