記者：是第一代種子生長出來的稻穗？

中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員 鄭慧瓊：對。

記者：這太珍貴了，上天9顆種子現(xiàn)在繁衍下一代是多少種子？

鄭慧瓊：大概有將近8000多粒。

在這間人工氣候室里，從空間返回的水稻種子，從最初的60粒，繁育到了8000多粒，這不僅證明了經(jīng)由空間實(shí)驗(yàn)獲得的水稻種子具有較高的活力和萌發(fā)率，同時(shí)還證明了微重力條件下水稻的胚胎和種子可以發(fā)育。

記者：為什么它們從天上回來要先到人工氣候室？

鄭慧瓊：因?yàn)樘焐匣貋淼姆N子特別珍貴，是人類第一次在太空當(dāng)中獲得水稻的種子，它的數(shù)量也比較少。所以如果種到田里面有些不可控因素，萬一不能發(fā)芽什么的，就會有很大風(fēng)險(xiǎn)，所以在人工氣候室里面條件都是人工控制的，在這樣環(huán)境下面能夠保證都能夠正常萌發(fā)生長。

在這里，和太空收獲的種子做對照的是一批同樣被精心選出，但沒有上天的水稻種子。

鄭慧瓊：我們當(dāng)時(shí)選的水稻，一份是放在天上，一份是放在地面，兩份種子都結(jié)了種子，現(xiàn)在把它們的寶寶都同時(shí)種下去，再比較兩個(gè)之間的差別。

記者：現(xiàn)在這種比較的差別出現(xiàn)了嗎？

鄭慧瓊：出現(xiàn)了，種子萌發(fā)過程當(dāng)中，地面種子因?yàn)樗幻劝l(fā)，大家知道芽是向上長的，根向下。天上回來那些苗，剛開始的時(shí)候它是躺著的，先躺在我們培養(yǎng)育苗的床上面，過了一段時(shí)間，它就好像會找到原來的方向。

記者：這是很有意思的？

鄭慧瓊：這個(gè)是不一樣。另外，天上回來的種子我們也把它剖開看了一下，天上回來的種子比較粉 ，看起來不怎么透光。后來我們測了一下，營養(yǎng)成分不一樣的，天上回來的種子可溶性糖，包括葡萄糖、果糖、蔗糖都比地面種子要高。

記者：天上種子的糖分要比地面種子的糖分要高？

鄭慧瓊：高挺多的，尤其是葡萄糖，高5倍多。

記者：煮出來的米得多甜？

鄭慧瓊：但是太少了，沒有吃過，沒嘗過，應(yīng)該甜度挺高的。

從2022年7月開始，在中國空間站進(jìn)行的為期120天的水稻實(shí)驗(yàn)，是國際上首次在軌完成的水稻“從種子到種子”的全生命周期培養(yǎng)。在此之前，國際上在空間站只完成了擬南芥、油菜、豌豆和小麥從種子到種子的培養(yǎng)。而水稻作為養(yǎng)活了世界上近一半人口的糧食作物，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，鄭慧瓊帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)就是在這個(gè)領(lǐng)域展開基礎(chǔ)研究的開拓者。

鄭慧瓊：現(xiàn)在大家都知道，我們的航天器可以達(dá)到太陽系的邊緣，但是我們的人到現(xiàn)在最遠(yuǎn)就走到月球。主要不是因?yàn)槲覀兊暮教旒夹g(shù)不行，是因?yàn)槲覀兩鷳B(tài)保障不行，人到那去沒有吃的，去不了，將來必須建立一個(gè)生命保障系統(tǒng)，現(xiàn)在認(rèn)為生命保障系統(tǒng)最核心的東西就是綠色植物，能夠在里面用綠色植物進(jìn)行生產(chǎn)，人類才能夠在地外進(jìn)行生存。

鄭慧瓊是在1996年7月中國科學(xué)院植物生理研究所博士畢業(yè)后留所工作的，那之后的27年中，她帶領(lǐng)研究組先后完成了“神舟四號”“神舟八號”和“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)項(xiàng)目。2016年，研究組在 “天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)中首次完成了擬南芥從種子到種子實(shí)驗(yàn)，標(biāo)志著我國長期在軌空間植物學(xué)實(shí)驗(yàn)的開始。2022年6月5日，神舟十四號載人飛船順利發(fā)射，同時(shí)發(fā)射升空的還有多種作物種子。其中就有鄭慧瓊研究團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的“微重力條件下高等植物開花調(diào)控的分子機(jī)理”，和在國際上首次開展的水稻從種子到種子全生命周期培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。

記者：可能大家都會有這個(gè)疑問，什么樣的種子會被選上去？

鄭慧瓊：我們當(dāng)時(shí)一共選了三十多種不同的水稻，因?yàn)榉N植的盒子是非常矮，就選了兩種，高度跟我們這個(gè)比較契合的，一個(gè)高稈水稻、一個(gè)矮稈水稻，每個(gè)盒子里面就種9粒種子，這個(gè)9粒種子要保證它100%萌發(fā)最好了。

從種子離開地面的那一刻開始，鄭慧瓊和團(tuán)隊(duì)就開啟了在地全天候工作的狀態(tài)。2022年7月28日，她所說的為種子生長專門設(shè)計(jì)的盒子，由航天員安裝至問天實(shí)驗(yàn)艙的生命生態(tài)通用實(shí)驗(yàn)?zāi)K中。第二天，實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)。

盡管做了充分準(zhǔn)備，但等待種子萌發(fā)的過程，仍是一種煎熬。就比如給種子澆水這件在地面上最平常的事，到了太空，就變得不可控、不確定了。

種子萌發(fā)是好事，但也是對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考驗(yàn)。種子出發(fā)前，一個(gè)在地面做實(shí)驗(yàn)無需考慮的事，讓鄭慧瓊和團(tuán)隊(duì)費(fèi)盡心思。

這是擬南芥和水稻生長過程的記錄，高稈水稻的幼苗長到了14厘米左右，矮稈水稻也有4-5厘米高，對于全生命周期實(shí)驗(yàn)來說，長勢良好的幼苗只能算是不錯(cuò)的開始。

記者：在發(fā)展到什么階段的時(shí)候，你認(rèn)為是它生長的關(guān)鍵階段？

鄭慧瓊：最關(guān)鍵的階段就是開花抽穗的階段，我當(dāng)時(shí)擔(dān)心它，因?yàn)槌樗胧呛茈y的，我們一直都等著它抽穗，一直沒有，因?yàn)槲覀兠刻於伎?，每天甚至看好幾次。有一天我突然看見一個(gè)稻穗從里面冒出來，就覺得成功了，因?yàn)橐坏┏樗肓似渌囊矔樗?，表示這個(gè)生長環(huán)境是對的。

在一個(gè)從來沒有到過的環(huán)境中，經(jīng)過將近2個(gè)月的生長，18粒水稻種子終于抽穗了，但距離種子的孕育還有關(guān)鍵的一步，就是花粉授粉。

“開花”是植物結(jié)出新一代種子的前提，而空間微重力條件下高等植物開花調(diào)控的分子機(jī)理是鄭慧瓊團(tuán)隊(duì)的攻關(guān)課題。本次空間實(shí)驗(yàn)樣品擬南芥和水稻是兩種模式植物，擬南芥代表雙子葉、長日，十字花科植物，而水稻代表單子葉、短日、禾本科植物，其中擬南芥早在六年前天宮二號時(shí)，就完成了從種子到種子的培育過程。

記者：為什么這次還把它送上去？

鄭慧瓊：擬南芥開花是很重要的，比如蔬菜要吃葉子，你讓它晚開花多長葉子，我們在空間將來保障系統(tǒng)都是人工環(huán)境，人工環(huán)境是非常貴的，所以你就要控制。比如蔬菜你不能讓它長一長，它就老了，最好是一直長葉子，控制它不要開花。像水稻，因?yàn)槟愠缘氖欠N子，所以你讓它早早開花，讓它生殖期長長一點(diǎn)，長得更飽滿的種子。

2022年7月29日注入營養(yǎng)液啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)后，航天員在軌進(jìn)行了三次樣品采集，包括9月21日孕穗期水稻樣品采集；10月12日擬南芥開花期樣品采集和11月25日水稻和擬南芥種子成熟期樣品采集。采集后，開花或孕穗期樣品保存于零下80℃低溫存儲柜中，種子成熟期樣品保存于4℃低溫存儲柜。

種子在天上，鄭慧瓊和她的團(tuán)隊(duì)在地上，他們之間的橋梁就是航天員，為了保障實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，鄭慧瓊專門為航天員制作了一本詳細(xì)的手冊。

在軌期間，航天員還在空間站內(nèi)開展了再生稻實(shí)驗(yàn)，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(gè)稻穗。這也是國際上首次在空間嘗試的再生稻技術(shù)。

2022年11月25日，經(jīng)過120天在軌實(shí)驗(yàn)，水稻種子萌發(fā)、幼苗生長、開花結(jié)籽全生命周期的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)順利完成。在軌實(shí)驗(yàn)初步發(fā)現(xiàn)，水稻的株型在空間變得更為松散，矮稈水稻變得更矮，高稈水稻的高度沒有受到明顯影響。此外，水稻空間開花時(shí)間比地面略有提前，但是，灌漿時(shí)間延長了10多天，大部分穎殼不能關(guān)閉。這些現(xiàn)象和基因調(diào)控有關(guān)，想要進(jìn)一步揭示，就要等到實(shí)驗(yàn)樣品的返回。2022年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。這是鄭慧瓊最期待的時(shí)刻。

記者：在從天上返回的過程里面，這個(gè)環(huán)節(jié)里面你最擔(dān)心什么？

鄭慧瓊：那肯定是希望它能完好地回來，溫度不能改變。因?yàn)槲覀兡莻€(gè)樣品都是零下80℃保存，所以落地以后，他們對我們很照顧，立刻飛機(jī)運(yùn)到北京。那時(shí)候我在北京實(shí)驗(yàn)室住了一個(gè)星期，等它一到我們立刻就采取，因?yàn)樗轿覀兪稚厦婢涂梢粤耍揖涂梢赃M(jìn)行處理，給它狀態(tài)固定下來，它就穩(wěn)定了。

鄭慧瓊研究團(tuán)隊(duì)拿到的水稻種子總計(jì)60粒，被送上太空的18粒種子中，9粒在生長過程中就被采集成了實(shí)驗(yàn)樣品，另外9粒完成了從種子到種子的生命之旅。遺憾的是，這次空間實(shí)驗(yàn)，矮稈水稻沒有結(jié)種子。但常規(guī)水稻在空間站結(jié)出了種子，邁出了中國人在太空種糧食的第一步。

記者：看到實(shí)物和看到照片有多大區(qū)別？

鄭慧瓊：區(qū)別還挺大，實(shí)物比我們想象得還要好，一看到我們種子長得挺好，很干凈，不像地面的種子，后來我們在顯微鏡下看，地面種子上面那個(gè)毛都是有刺的，天上的種子它表面毛長得不一樣，很光滑，所以貌相看起來特別干凈、好看。

記者：你看你現(xiàn)在說這個(gè)的時(shí)候，都抑制不住得很開心？

鄭慧瓊：對，看到那個(gè)還真的不一樣。

在北京交接樣品后，鄭慧瓊馬上轉(zhuǎn)運(yùn)至上海實(shí)驗(yàn)室以便做進(jìn)一步檢測分析。為什么這些種子都是躺著的，是她想要探究的第一個(gè)問題。

鄭慧瓊：我們要了解它為什么會躺在那里，什么東西發(fā)生變化了，所以要在上面切一小塊組織，看看細(xì)胞發(fā)生怎么改變。因?yàn)樗容^珍貴，又不能把它切死，要保證我切了以后它還能活著。所以這幾天叫學(xué)生在那做實(shí)驗(yàn)，切掉多少它不會死，我跟我的學(xué)生強(qiáng)調(diào)了這個(gè)太珍貴了，你們一定要小心。

記者：剛才你說到它們的長相，這些寶寶們它們的外表看起來是特別精致的，但我在想天上的種子一定優(yōu)于地上的種子嗎？

鄭慧瓊：不一定優(yōu)于這個(gè)種子，因?yàn)樘焐系沫h(huán)境是一個(gè)逆境環(huán)境，沒有我們地面環(huán)境好。

記者：其實(shí)在天上做的所有的探索，無論是成功還是失敗，無論是好的還是壞的，它的結(jié)果好的壞的，其實(shí)都是我們通向未來的一扇大門？

鄭慧瓊：對的，你認(rèn)識了這個(gè)自然規(guī)律，你才能利用這個(gè)自然規(guī)律，我們看到這種變化實(shí)際上就是探索這個(gè)規(guī)律的過程。