"月宫一号"中多人105天生物再生生命保障系统集成密闭实验期间不同生长期的小麦对高CO2浓度的响应及发生机理研究

• 作 者: 董琛[1]邵玲智[2]刘光辉[3]付玉明;王敏娟;谢倍珍;刘红;
• 机 构: 北京航空航天大学生物与医学工程学院
• 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

　　二氧化碳(CO2)作为光合作用的碳源底物,其浓度的升高直接影响生物再生生命保障系统(Bioregenerative Life Support System,BLSS)中小麦的生长发育和产量的变化。因此,研究高浓度CO2对BLSS中小麦的影响对于长期载人空间飞行任务具有重要的意义。在"月宫一号"空间基地生命保障人工闭合生态系统地基综合实验装置105天实验中CO2浓度是有规律动态变化的,根据预先设计,选取CO2浓度约为500ppm、1000ppm、3000ppm和5000ppm的4个动态梯度时期,研究CO2浓度对小麦完整生命周期中的幼苗期、抽穗期、开花期和成熟期4个阶段生理生化变化的影响。在小麦完整生命周期中,1000ppm浓度下小麦的净光合作用速率、相对含水量、细胞膜稳定性、叶绿素含量、蒸腾速率、水分利用效率等指标表现较优。小麦开花期对CO2浓度的变化最敏感,高浓度CO2在营养生长和生殖生长衔接阶段对小麦抗氧化系统产生较大影响,会造成小麦产生不同程度的生长胁迫,积累活性氧,使细胞稳定性降低。此外,高浓度CO2还抑制叶片的蒸腾速率,提高了水分利用效率,并在成熟期加速小麦衰老,促进小麦籽粒的成熟。