高等植物箱：探索在太空种粮食

科幻电影《火星救援》中在火星上种土豆的场景，很快就会在天宫二号的空间实验室里再现。这次，中国科学家要完成对水稻和拟南芥“从种子到种子”的全发育过程的观察。此后，随“神十一”进入天宫二号的航天员，会将拟南芥在太空中结出的种子带回地面，让科学家进一步分析。

▲《火星救援》剧照

在太空中种植植物，对人类来说太重要了。植物不仅可以利用光能产生食物，还可以产生氧气，吸收人类代谢的许多废气、废物——人类要进行星际旅行，在可再生的宇航员生命支持系统中，高等绿色植物是物质循环与能量交换的关键。

经过千万年的进化，地球上的植物早就高度适应地球1g的重力环境。早在2006年，中科院上海生科院植物生理生态研究所郑慧琼研究员就曾将青菜随卫星送上太空，观察其开花过程。果然，感受不到地球重力，青菜开花全乱了。美国、俄国在空间站做的实验也显示，植物在微重力环境下，开花结果都出了点岔子。

究竟岔子出在哪里？这次，科学家想先搞明白开花基因的变化。他们用荧光蛋白对开花基因进行标记，在太空植物培养箱里，有特制相机进行拍摄。郑慧琼介绍，选择拟南芥和水稻送上天宫二号，就是因为科学家对它们的基因、发育过程已经了解得非常清楚了，因此它们在天上的任何变化，都可以通过对比得知。

“植物开花就代表成年了，而花本身的经济价值就很高，开花才能结实，所以开花过程对于太空植物发育特别关键。”她说，拟南芥是长日照植物，它的开花基因启动产生成花素，需要每天16小时的连续光照，而水稻则是短日照植物，每天8小时的光照就会启动。这次，它们被放进同一个太空温室中，在世界上还是首次，由于温度、湿度、营养等条件完全相同，科学家做起对比来，更加方便。

共同参与项目的孙卫宁研究员说，能让植物在太空中呆上两个月，完成从种子萌发到开花结实的全过程，是以前从未有过的机会。为此，科研人员想出了很多办法，来解决一些看似简单，却又头疼的难题。比如，太空温室体积有限，普通水稻长成后“身高”至少70厘米，为了适应太空温室的迷你空间，他们特地从中国水稻研究所找来了超级矮个儿的水稻品种——成年植株仅20厘米高。

由于微重力环境中，水气凝结后不会象地球上那样自动滴回土壤中，因此土壤湿度监测就变得很重要。科学家曾想过在温室里放一套仪器，可由于空间有限，根本放不下。怎么办？郑慧琼在练书法时，突然想到了水写纸——有水就变黑，无水就发白，相机容易识别，覆在土壤表面做指示，既清晰，又不耗能，还不占地方。这会否是第一张进入太空的水写纸？

此外，科学家还想出来用糯米纸来当生物胶水，将种子固定在培养箱中的办法，以防止火箭发射时的剧烈震动对种子产生不良影响。孙卫宁说，别小看糯米纸，它略有湿润时有粘性，遇到大量水时就可化为营养液，用在这里，可以说是最理想的生物胶水了。