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顶天立地 服务航天——我校植物保护学院作物种苗健康团队创新实践
发布日期:2016-12-29 浏览次数: 信息来源:植保学院 字号:[ ]

我国的“天宫二号”空间实验站于2016915日发射成功,1017神舟十一号”载人飞船将航天员景海鹏和陈冬送入“天宫二号”,自此开启了具有全新意义上的空间实验研究阶段。航天员在天宫二号”中饲养蚕,种植生菜,以及增设的在密闭舱中科学研究和航天员日常生活挑战的其他多项实验,为后续空间实验站完成验证再生生态生保关键技术试验做准备,为今后航天员在空间实验站中“自己动手、丰衣足食”提供技术和物资储备。

一、特殊的委托任务

20159月中国农业大学植物保护学院植物病理学系种子病理与杀菌剂药理学研究室/学校种子健康中心(种子病害检验与防控北京市重点实验室和北京市市级校外人才培养基地的技术依托单位)的李健强教授、罗来鑫博士被中国航天员科研训练中心聘任为绿航星际---4180受控生态生保系统集成试验”植物培养专家组成员,担负为项目提供种子健康检测服务、种苗预防保健处理、种苗保护质量管理程序文件审核等方面的指导。

项目启动以来,李健强、罗来鑫参与了在北京航天中心、深圳市太空科技南方研究院等基地举行的为保障绿航星际项目中关于种子健康和植物安全培育的会议及实验研讨、进舱考察、分析论证,蒋娜博士等技术人员赴深圳基地参与种子和幼苗进舱试验前的处理工作,为保障试验顺利开展贡献力量。

这是一份农业科技人员难得的参与机会,是一次参与未来太空科技创新实践的检阅。基于此,成立了由李健强、罗来鑫、蒋娜三位老师和博士后高淑梅、在读研究生十余人组成的项目团队,全面对接这项特殊的委托任务;为荣誉而战、为航天事业中健康植物培养而战,成为全体参与者的心愿和动力。

 

图版1:李健强、罗来鑫受聘中国航天员科研训练中心绿航星际---4180天受控生态生保系统集成试验植物培养专家组成员证书。

 

二、绿航星际”

2016617日,绿航星际试验在深圳太空科技南方研究院正式启动,4名面向全国遴选招聘志愿者唐永康、仝飞舟、罗杰、吴世云进入面积370平方米的密闭舱内,开展为期180天的受控生态生保技术试验验证。4人在由乘员舱、生物舱、生保舱、资源舱48个舱段组成的密闭舱中生活,其中有4个舱种植了各类植物,基于能量供应、膳食平衡、口味丰富、身体保健等方面考虑,科研人员在舱内栽培了525种植物,其中包括小麦、马铃薯等粮食作物,大豆、花生等油料作物,生菜、小白菜等蔬菜作物,草莓、樱桃番茄等水果植物,铁皮石斛、辣木等功能植物。植物材料不同于其他材料,不能进行灭活处理,而在密闭空间内,地上部喷雾的施药方式易对人体产生危害,不易实行。

图版2:中国农业大学种子健康中心及承担的科技创新和人才培养支持平台(上图)和为绿航星际植物培养项目出具的检测报告(左下)以及参与项目的部分研究生和老师(右下)。

 

为了避免植物在密闭舱内发病,进舱前的植物种苗材料保健处理极为重要。如何才能保证进舱前植物材料的健康?李健强、罗来鑫两位老师强调的建议是进舱前对25种农作物的种子进行健康检测,并据此和河南中州种子科技发展有限公司张善翔总经理及其团队分析研讨,在前期试验基础上遴选出该公司多个种衣剂产品实施种子包衣和种苗蘸根保健处理。课题组的研究生白凯红、岳珊珊、崔子君、刘础荣、阿别小兵、董玥、王宁、宋聪聪等在老师们的指导下对25种植物的种子(苗)进行了健康检测,确证了每一类、每一批次种子(苗)带菌情况差异很大,在解析了种子(苗)带菌情况基础上,针对每一种种苗材料制定了不同的药剂处理方案,并对处理后的种子(苗)进行安全性评价且再次测定其携带微生物的情况,确定最终种苗保健方案。蒋娜博士带领研究生先后累计为项目实施作物种子苗检测42批次,出具检验报告36份,在北京和深圳直接参与种子苗木保健处理5批,出具种苗处理方案37。研究生们根据种子处理方案对种子样品进行相应的包衣处理;对于不便运输的种苗样品,以特别方式运送到深圳指定地点在试验地现场进行蘸根及地上部喷雾处理。

 

图版3:应邀参与绿航星际植物培养项目的河南中州种子科技发展有限公司质量管理体系认证证书(左)和中国农业大学种子健康中心提供作物种子消毒和包衣处理实景(右)。

 

目前,绿航星际---4180天受控生态生保系统集成试验经顺利完成,各项试验获得了预期结果。中国农业大学种子健康中心、植物病理学系种子病理与杀菌剂药理学研究室和种子病害检验与防控北京市重点实验室的师生为确保我国启动的“绿航星际---4180天受控生态生保系统集成试验”物培养试验提供了重要技术支持,得到了委托单位的高度认可和赞扬。

 

图版4:绿航星际项目试验舱设置及舱内种植的部分植物生长实况图(深圳,2016)。

 

三、生菜种植到太空去

在太空种植生菜,是各国在太空站重点攻关的项目之一。为了实现在我国宫二号间站中种植生菜,解决小小生菜种子在失重状态下操作困难及霉菌污染的难题,受中国航天员科研训练中心第九研究室委托,李健强及课题组博士后高淑梅多次赴云南,与云南子实农业科技有限公司王红辉总经理及其团队研究分析,确定就符合太空种植技术要求的生菜种子丸粒化处理共同进行技术攻关。

经多次丸粒化试验、手工包衣、及种子发芽率、出苗率、污染率检测,最终,在保证了种子发芽率、出苗率高及60天水琼脂培养基生长无污染的条件下,获得了尺寸大5 mm左右的丸粒化种子,且外表均一,大大提高了航天员在失重状态下对生菜种子操作的容易度。20165月,课题组向航天员中心第九研究室提供了100粒检验合格的丸粒化生菜种子。课题组研究生王梦雨等参加了该项目。

 

图版5:为神州11和天宫二号空间站生菜种植提供种子丸粒化技术支持(左上,合作企业;右上,生菜种子自然样品和丸粒化的样品;中图,生菜种子丸粒化发芽和防霉变基质消毒技术试验;下图:生菜种子丸粒化后在天宫二号中的生长过程)。

 

保护种子健康就是保护人类自身!中国农业大学种子健康中心以及种子病害检验与防控北京市重点实验室的师生在为我国农作物健康生产提供技术支持的同时,发挥创新平台和大团队协同作用,全力参与我国航天事业中植物培养相关工作,做出了贡献,赢得了荣誉。

 

 

 

 

 

 

 

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