空间飞行与回转器回旋条件下青菜开花与花粉发育的研究

比较研究了SJ-8返回式卫星留轨舱微重力条件与地面三维回转模拟微重力条件下青菜生长与发育情况.研究发现空间微重力条件下青菜开花过程需要大约18 h,明显长于地面对照5 h左右.回转器模拟实验结果表明,改变重力影响了花瓣的伸展与发育及花粉的产量,回转条件下花粉细胞中的微管排列明显不同于静止对照.细胞骨架受到干扰可能是改变重力条件下花粉产量降低的原因之一.本研究首次报道了在空间飞行试验中成功地采用了显微实时图像技术观察植物的开花过程,并获得了从花蕾到开花结束各阶段清晰的图像.      

中国微重力科学研究回顾与展望

微重力科学主要研究微重力环境中物质运动的规律，以及不同重力环境中重力对物质运动的影响.中国微重力科学研究起步于20世纪60年代，兴起于80年代中后期，经过多年发展，目前已初具规模，在一些重要方向具有明显特色和一定优势.本文回顾了中国微重力科学研究的早期历程，评述了近年来中国微重力科学研究进展，特别是利用实践十号科学实验卫星、天宫二号空间实验室等空间平台开展的微重力科学与技术应用研究取得的最新成果，并对中国载人空间站时代微重力科学发展的前景予以瞻望，推动微重力科学与应用研究在中国的快速、可持续发展.      

中国空间生命科学40年回顾与展望

我国空间生命科学的探索起源于20世纪60年代，1981年随着空间生命专业委员会的正式成立，依托此专业的学术交流平台，空间生命科学进入多学科并进多机构建设的新阶段.随着中国载人航天及空间探索研究的深入发展，以分支学科或重大问题为牵引，我国在空间生命科学的几个重要领域取得了一系列关键成果.本文从发展历程、研究成果、平台模型、重大项目与后续展望等方面综述了我国空间生命科学40年的发展历程与标志性成果，为后续发展提供借鉴与参考.      

三维回转器回旋条件下拟南芥种子发育分析

向重力性反应是植物适应地球重力环境的一个重要生理过程, 是植物正常生长发育不可缺少的反应机制, 但是, 微重力是否影响植物种子发育至今尚无一致性结论. 本文研究了三维回转器回旋模拟微重力对拟南芥种子发育(胚胎发育与代谢活动)的影响. 研究结果表明, 三维回转条件下, 拟南芥果荚出现不规则弯曲或扭曲形态, 形成的种子中可溶性糖和淀粉含量明显增加, 盐溶性贮藏蛋白质含量显著降低而碱溶性蛋白质含量显著升高, 球形胚时期的种子对三维回转处理最为敏感. 对球形胚时期的植株进行短期的三维回转处理可抑制胚柄细胞的分裂和伸长, 而胚柄伸长受阻可能会影响到营养物质向胚胎中输送, 进而导致部分胚胎败育. 对种子干燥脱水阶段的植株进行三维回转处理不影响胚胎的发育, 但会导致种子贮藏蛋白质含量下降.      

LED光谱对模拟空间培养箱中植物生长发育的影响

通过研究在空间植物培养箱中利用LED作为光源对植物生长发育的作用, 并以荧光灯作为对照, 评估LED光源在空间植物培养中的优缺点, 可为中国即将在空间实验室天宫二 号和空间站中开展的高等植物生长实验提供参考. 利用不同比例的红光与白光LED组合光源, 研究光谱组成(红蓝光比例)、光照强度、光周期和气体流通等条件对于模拟空间 植物培养箱中拟南芥和水稻生长发育的影响. 结果表明, 与荧光灯相比, 红蓝光比例高的LED会导致拟南芥提早开花和水稻叶片的早衰. 红蓝光峰值比在3.9左右时, 拟南芥 和水稻生长最为有利; 红蓝光峰值比超过16则明显抑制拟南芥和水稻的生长, 导致叶片早衰. 另外, 在密闭培养箱中, 光强小于150μmol·m-2·s-1时, 增加光照强度可以部分抵消气体流通不足导致拟南芥植物生长的抑制, 而光照强度大 于150μmol·m-2·s-1时, 光强越大拟南芥的生长发育受到抑制越严重. 水稻对密闭培养环境中高光强的耐受性明显好于拟南芥. 因此, 在设计空间植物培养箱的LED光照系统时, 红蓝光的比例选择是关键, 此外还需综合考虑空间微重力条件下气体对流变化影响植物对光的反应.      

空间密闭系统中高等植物生长发育的研究

通过对"实践八号"育种卫星留轨舱中进行的密闭培养系统中高等绿色开花植物青菜(Brassica parachinensis Bailey)从种子萌发、幼苗生长到开花授粉各个阶段的实时图像观察,与地基对比实验的研究,初步了解到空间微重力对高等植物从营养生长到生殖生长转变,以及开花等重生理过程的影响。这是我国首次在空间进行的密闭培养系统中高等植物生长发育过程的实时图像观察实验,采用显微图像观察技术、空间植物培养技术、培养环境控制技术与生物目标观察固定技术等,为空间生命支持系统提供重的技术依据,并通过显微实时观察装置的研制与空间应用,加强对空间生命科学实验过程的在线检测和实时监控能力,为空间生命科学研究的遥科学方式建立技术基础。     

空间培养箱中实时观察GFP标记开花基因表达方法与技术

绿色荧光蛋白（Green Fluorescent Protein,GFP）已被广泛用作一种强有力的生物发光报告蛋白.但是,其在空间植物培养箱中应用尚存很大困难.本文提出一种在空间植物培养箱中利用LED作为激发光源,对拟南芥中开花基因启动子控制下GFP基因表达的观察与分析方法,为在空间生物学实验中研究基因表达模式提供了新的方法和技术.