科学猜想文集
(515)《中国空间站第三代“太空水稻”即将收获》

2024年11月3日15时，央视新闻播报了《太空水稻》的种植研究情况。2022年在中国空间站进行的，为期120天的水稻实验，是国际上首次在轨完成的，首次从种子到种子的全生命周期培养实验，获得了成熟的太空水稻种子。

在此之前，国际上在空间站只完成了米兰芥、油菜、蜿豆和小麦从种子到种子的培养。水稻作为养活了世界上一半人口的粮食作物，又为未来的深空探测带来怎样的意义呢？

中国科学院分子植物科学、卓越创新中心研究员郑慧琼解释说:太空种植水稻跟地面来比，难度上面大了很多。首先太空当中是一个真空环境，所以我们在太空当中种水稻一定是一个人造的环境，就是一个完全封闭的环境来种水稻。

光、气、还有水都是要人工来保障，尤其是光，因为水稻进行光合作用，对太阳光的要求还是比较高。因为是人工环境的光源，不同于自然光源，所以我们在太空种水稻，是要经过一定的筛选，然后对水稻进行一些改造，让水稻能够适应人工光照。

目前，我国科研人员已经实现在太空种水稻，实验证明，这些实验水稻的种子，在地面也具有较强的繁殖能力。未来，科研团队将围绕空间粮食安全保障，展开进一步深入研究。

目前，太空水稻已经有了第三代，科研人员对它们和地面种植的水稻，进行了比对研究，并有了许多新的发现。那么“太空水稻和普通水道有哪些不同”？

一、科研人员研究发现，在空间微重力条件下，水稻种子胚胎发育正常，能够发育成有活力的后代，并且太空水稻第二代分裂数明显多于地面水稻对照，该项室验证明:太空中可以长出有活力的水稻种子。

二、研究人员介绍说:我们在地面也有同样的盒子，然后我们看到天上和地面长得挺大的不一样，主要就是在株型上，叶子那个夹角在天上变得特别大，不像地面植物长得比较紧凑。

这些差别是否与重力环境有密切关系呢？很显然有关系。空气密度增强，限制了叶子夹角伸展，而重力环境，空气密度稍弱一点，叶子伸展夹角明显要大一些，这是生态因子决定的。

对太空水稻种植而言，叶子夹角比较大，对于我们高密度种植是有很大影响的。因为叶子夹角大，叶子互相之间遮挡，不能很好地进行光合作用，对它的生长有很大的影响。

科研人员对这一现象进行进一步分子生物学分析，找到了关键基因，后续可以通过分子途径，对空间植物进行空间改造，使它的夹角跟地面一样大，也可进行很高密度的种植。这只是理想而已，因为科研人员并不明白，植物的生长是由环境决定的。

三、除此之外，科研人员还发现，在天上种植的“水稻”形态也发生了改变。这里有从天上照相机下载的照片，可以看到这个稻壳它不能关闭，而且是大部分都不能关闭。在地面上，我们的种子一但授粉以后，它马上就关闭了。天上的这个，到成熟以后都不能关闭。主要是这个稻壳的外稃跟内稃，主要是这个外稃的尺寸变得细长了，所以它就不能关闭了。这个当中有什么分子生物学机制，我们正在研究。

四、科研人员发现，在空间环境种植的水稻，营养成分也发生了变化。回来以后，我们把这个稻米中间断开，断开之后进行扫描，看淀粉的形状，这个里面糖的含量也不一样。天上回来的那些种子，其葡萄糖、果糖的含量，都显著高于地面一般的种子。我们算了一下、基本上都高5到6倍。

另外，太空水稻与地面水稻的淀粉含量是差不多的，但是淀粉的组成不一样，还有蛋白质含量也比地面多许多，那就说明:天上的水稻吃起来更甜，营养价值更高。见到这些资料我有很多想法，特别是淀粉成分的差异，更是使我存在一种压迫感，希望我能把感想、观点、尽快地表述出来。

例如，中生代绝大部分的蕨类植物与裸子植物，其根部、种子或者木质里，都储存了奇异的淀粉或者胶体，即使到今天，还有一部分蕨类植物与裸子植物仍然保持着这一植物特征。★★★所以，太空水稻种子中含有不一样的淀粉，反证了地史上曾经存在过一个失重环境，失重环境导致中生代的植物营养成分与今天不一样。所以“太空水稻淀粉的多成分性质是微重力导致植物成分立即发生倒退现象的主要因素。

“太空水稻”的品质转换现象，是由无重力环境产生的植物生长现象。而中生代的植物普遍存在这一现象，这是巧合吗？是必然。特别是植物植株的高大形态，是我们无法解释的自然现象。太空水稻种子的变大，质量性质的改变，正好印证了中生代是一个微重力或者弱重力的生态环境。