中新網(wǎng)上海1月14日電 (記者 孫自法)微重力環(huán)境下如何實現(xiàn)對植物開花過程的調(diào)控？斑馬魚在軌培養(yǎng)有何進展？微重力環(huán)境如何對抗骨丟失、肌萎縮？太空中如何制備高質(zhì)量晶體材料？……隨著中國空間站這一國家太空實驗室的建成和穩(wěn)定運行，相關(guān)空間科學(xué)實驗進展情況備受關(guān)注。

　　中國空間站空間應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)與應(yīng)用進展情況介紹會1月13日下午在上海舉行，中國空間站空間應(yīng)用系統(tǒng)多個實驗項目團隊代表分別介紹各自太空科學(xué)實驗的進展與收獲，回應(yīng)公眾好奇之問。

　　為植物適應(yīng)微重力提供全新視角

　　中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心實驗師王麗華介紹說，“微重力下利用開花基因調(diào)控植物開花時間的分子途徑”項目主要研究內(nèi)容包括：分析比較微重力在植物開花過程中的作用；獲取微重力調(diào)控植物開花的分子基礎(chǔ)與關(guān)鍵基因的表達變化；解析長期空間微重力條件下植物開花基因表達的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)機制在植物對空間環(huán)境適應(yīng)性中的作用機理。

　　研究團隊通過擬南芥、水稻在中國空間站開展實驗，不僅為深入解析植物通過調(diào)整開花時間適應(yīng)空間微重力的分子機理提供了全新的視角，也為利用相關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件作為分子開關(guān)，人為控制空間植物的開花時間，構(gòu)建具有較強空間環(huán)境適應(yīng)能力的植物，提高空間植物的產(chǎn)量和品質(zhì)提供了新的途徑。

　　擬南芥方面，利用在軌實時圖像和返回的擬南芥實驗材料，獲得不同開花時間的擬南芥響應(yīng)微重力的生長發(fā)育表型數(shù)據(jù)和天地比對轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。

　　水稻方面，發(fā)現(xiàn)微重力明顯影響空間水稻的葉傾角。首次在空間微重力條件下完成水稻從種子到種子的全生命周期培養(yǎng)，還首次在空間微重力條件下完成水稻再生，獲得有活力的再生稻種子。

　　研究團隊認為，中國空間站實驗證明了微重力條件再生稻生產(chǎn)的可行性，通過一次種植多次收獲，可以提高空間利用率，也為未來空間生命生態(tài)生保系統(tǒng)利用水稻進行糧食生產(chǎn)提供新的思路。

　　實現(xiàn)中國空間培養(yǎng)脊椎動物突破

　　中國科學(xué)院水生生物研究所王高鴻研究員作空間先進水生生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究進展報告表示，在中國空間站開展的斑馬魚實驗，實現(xiàn)中國在空間培養(yǎng)脊椎動物的突破，并創(chuàng)造國際上迄今水生生態(tài)系統(tǒng)空間運行的最長時間。

　　他介紹說，2024年4月至6月，空間先進水生生保系統(tǒng)隨神舟十八號飛船成功發(fā)射進入中國空間站，并安裝在問天艙生命生態(tài)柜開展空間實驗，計劃30天，實際運行43天，并實現(xiàn)斑馬魚空間產(chǎn)卵。完成斑馬魚在軌轉(zhuǎn)運安裝、3次取水樣、1次魚卵收集、1次更換魚食、實驗結(jié)束后樣品滅活廢棄等航天員操作，此次斑馬魚太空實驗各項監(jiān)測指標正常，系統(tǒng)運行正常，圓滿完成各項任務(wù)目標。

　　斑馬魚在軌分析顯示，相對來說，4條斑馬魚互相呈現(xiàn)較好的集群分布；雄魚與雌魚相比，運動距離更加穩(wěn)定；斑馬魚在軌運動速度差異，可能與環(huán)境壓力等刺激相關(guān)。此外，通過對在軌植物圖片分析發(fā)現(xiàn)，金魚藻在太空實驗期間有明顯生長。

　　研究團隊認為，中國空間站開展的斑馬魚實驗通過解析空間環(huán)境對脊椎動物生長發(fā)育與行為的影響，并利用實測數(shù)據(jù)結(jié)合后續(xù)樣品分析，為空間密閉生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)研究提供理論支撐。該研究也將為后續(xù)利用斑馬魚作為脊椎動物模式生物，開展全面系統(tǒng)的空間生物學(xué)理論研究和空間水產(chǎn)開發(fā)提供了重要研究平臺。

　　提供抗肌肉萎縮問題新解決方案

　　中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所李俞瑩副研究員代表“空間微重力環(huán)境對骨骼肌影響的生物學(xué)基礎(chǔ)”項目研究團隊，介紹微重力通過影響自噬導(dǎo)致肌肉萎縮的作用機制研究進展情況時說，該項目提出了關(guān)鍵科學(xué)問題：空間微重力環(huán)境導(dǎo)致骨骼肌萎縮是如何被調(diào)控？機制是什么？防治肌萎縮的新策略是什么？

　　在此次中國空間站的實驗項目中，研究團隊利用生物技術(shù)實驗柜成功實現(xiàn)小鼠骨骼肌細胞的在軌培養(yǎng)和分化，觀察到細胞融合和肌管形成等現(xiàn)象，并在國際上首次利用骨骼肌細胞自噬熒光報告系統(tǒng)，通過天地比對分析發(fā)現(xiàn)空間微重力環(huán)境影響骨骼肌細胞自噬的規(guī)律；建立在軌活細胞自噬可視化分析方法，首次在軌檢測到微重力環(huán)境下肌細胞的自噬現(xiàn)象。

　　研究團隊還利用高通量測序獲得空間骨骼肌細胞基因表達圖譜，發(fā)現(xiàn)空間微重力環(huán)境通過影響自噬導(dǎo)致肌萎縮的可能機制及潛在分子靶標。同時，收集到真實微重力條件下的肌細胞樣品和相應(yīng)的培養(yǎng)液。

　　研究團隊表示，這項研究未來有望通過特定藥物、調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)或運動方式等手段來調(diào)控自噬流，從而改善航天員的健康狀況。該研究成果還可推廣應(yīng)用于地面的肌少癥患者及長期臥床病人，為對抗肌肉萎縮問題提供新的解決方案。

　　銦硒晶體順利制備獲得完整樣品

　　中國空間站2022年底完成建造，系統(tǒng)部署14個國際先進科學(xué)實驗裝置。這當中，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所劉學(xué)超研究員團隊主持了材料領(lǐng)域的兩個裝置——無容器科學(xué)實驗柜和高溫材料科學(xué)實驗柜的核心模塊研制。

　　他當天介紹微重力生長銦硒半導(dǎo)體晶體及高性能晶體管制備研究進展說，研究團隊首先利用中國空間站高溫材料實驗柜地面鏡像系統(tǒng)，開展銦硒(InSe)樣品的地面匹配實驗，研究晶體生長溫度、晶體生長速率、溫度梯度等對晶體生長的影響，隨后確定地面匹配實驗和在軌實驗方案。

　　中國空間站實驗階段，銦硒半導(dǎo)體晶體是在高溫材料科學(xué)實驗柜進行的一個材料實驗，根據(jù)研究確定的空間站制備銦硒晶體生長溫度、溫度梯度、生長時間等參數(shù)，歷時70個小時，研究團隊順利完成銦硒半導(dǎo)體晶體生長實驗，獲得完整的晶體樣品。

　　劉學(xué)超總結(jié)指出，中國空間站實驗成功實現(xiàn)微重力條件下的高質(zhì)量銦硒生長制備，其銦硒晶體具有晶體結(jié)構(gòu)變化、位錯密度大幅降低、結(jié)晶質(zhì)量變好、晶體管器件性能提升等特點，其中，晶體結(jié)構(gòu)變化方面，發(fā)現(xiàn)晶體晶格參數(shù)變大，說明微重力環(huán)境下晶體結(jié)構(gòu)可能發(fā)生了膨脹現(xiàn)象，通俗來說，就是晶體材料“變胖”了。(完)