微重力对拟南芥种子发育的影响

• 作 者: 郑慧琼;
• 机 构: 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态所,上海,200032
• 出 处: 中国空间科学学会空间生命专业委员会第二十届学术研讨会暨中国宇航学会航天医学工程与空间生物学专业委员会第四届学术研讨会
• 发表日期: 2014年期

　　人类探索太空必须建立以植物为基础的生物再生生命支持系统，以便在太空船中和外星基地的微重力条件下为宇航员同化二氧化碳，产生氧气、提供食物和可循环利用的水。植物种子直接关系到植物物种的延续以及作物的产量和质量，是空间生命生态支持系统中植物培养的关键环节，近年来，世界各空间大国都在积极开展以太空实验以及人类长期空间生活消费所必需的研究为目的，研究在空间培养或栽培植物，评估作物在空间产生种子的生长条件，筛选适合空间种植的植物品种。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。针对微重力对拟南芥种子发育的影响，作者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。