La carga biológica y los experimentos biológicos de Shenzhou
Además de los dos astronautas, la cápsula de retorno Shenzhou VI también lleva muchos objetos. Además de los souvenirs, los artículos más importantes que lleva Shenzhou VI son varias semillas de plantas utilizadas para experimentos de reproducción espacial, incluido el crisantemo que cubre el suelo, un manojo de semillas rojas, malaquita, clavel híbrido y otras semillas de flores, té Pu'er y cepas microbianas. , semillas de cultivos, huevos, huevos de gusanos de seda. Las semillas transportadas por Shenzhou VI esta vez incluyen no sólo semillas de instituciones y empresas de investigación científica, sino también semillas de trabajadores autónomos. Luo Dengqiang, un aldeano de la ciudad de Baoding, Dazu, Chongqing, gastó 15.000 yuanes para enviar 50 semillas de loto que cultivó cuidadosamente al cielo, con la esperanza de cultivar flores de loto que florecen en invierno.
Las semillas de plantas transportadas en Shenzhou VI son para experimentos de reproducción espacial. La reproducción espacial utiliza naves espaciales para enviar semillas de cultivos al espacio. Mediante el efecto combinado de múltiples factores exclusivos del espacio, como la radiación cósmica, la microgravedad, las partículas pesadas y los campos geomagnéticos débiles, los genes de las semillas producen mutaciones beneficiosas que son difíciles de lograr en el espacio. en el suelo, acortando así el ciclo de mejoramiento en el suelo, mejorando la eficiencia del mejoramiento y produciendo nuevas variedades que no se pueden lograr mediante el mejoramiento en el suelo. No todas las semillas son cultivos espaciales después de ser transportadas al espacio y luego devueltas al suelo para plantarlas. Después de que las semillas son transportadas al espacio y devueltas a la tierra, los criadores profesionales deben pasar por un proceso de selección de al menos 3 a 5 años y realizar pruebas de selección, eliminación y estabilización para seleccionar algunas que los expertos en mejoramiento consideren valiosas o que tengan potencial para promoción y aplicación Una vez que las cepas prometedoras se hayan estabilizado aún más, y después de al menos 2 o 3 años de pruebas de las variedades en múltiples sitios, se informarán al comité de aprobación de variedades a nivel nacional, provincial o ministerial para su identificación, que determinará. que se trata de una nueva variedad e indicar zonas adecuadas para su promoción y aplicación.
Nuestro país inició experimentos en ciencias de la vida espacial en 1987 y hasta ahora ha realizado 17 experimentos que utilizan principalmente el margen de carga de los satélites retornables y las naves espaciales Shenzhou para transportar un total de más de 200 kilogramos, equivalente a uno. Un satélite biológico de tamaño mediano. El mejoramiento espacial de mi país continúa dando frutos y hasta ahora se han desarrollado más de 20 nuevas variedades de cultivos. Actualmente, las variedades de cultivos aprobadas a nivel provincial o superior incluyen arroz, algodón, trigo, pepino, sandía, sésamo, tomate, pimiento verde, etc., muchas de las cuales han sido promovidas a gran escala. En la actualidad, sólo Estados Unidos, Rusia y China en el mundo han realizado con éxito investigaciones de "reproducción espacial" en satélites o naves espaciales. Los experimentos de reproducción espacial realizados por Estados Unidos y Rusia tienen como objetivo principal resolver los problemas de los astronautas en las naves espaciales. y entrar en otros planetas durante vuelos de larga duración en el futuro. El problema del suministro oportuno de alimentos y el mantenimiento del entorno de la cabina, y la cría espacial de nuestro país, es resolver los problemas de la vida humana en la Tierra. La variedad, el alcance y los logros de la reproducción espacial de China no tienen comparación con otros países del mundo. Por lo tanto, la investigación sobre “cría espacial” de nuestro país todavía se encuentra a un nivel líder en el mundo.
El lanzamiento de la nave espacial tripulada Shenzhou ha hecho una gran contribución a los experimentos de reproducción espacial de mi país. Dado que transportar semillas no requiere que los astronautas operen durante el vuelo, no afectará el estado técnico ni la misión principal de la nave espacial, es liviano y no ocupa mucho espacio, por lo que se pueden transportar más semillas de plantas. Shenzhou y experimento relacionado. Desde el lanzamiento de Shenzhou-1 en 1999, las seis naves espaciales Shenzhou han transportado semillas de plantas e incluso plántulas de probeta. La nave espacial Shenzhou ha enviado sucesivamente al espacio diversos cultivos, hortalizas, hierbas medicinales chinas, especies de árboles y otras semillas. Por ejemplo, Shenzhou 1 llevaba más de 30 tipos de semillas medicinales chinas como trigo, arroz, pimiento verde, sandía, rábano, colza, regaliz e isatis. Shenzhou 4 llevaba melón, tomate, sandía, girasol, phalaenopsis, semillas o muestras; de cientos de cultivos y plantas como tabaco, Sophora japonica, arroz, trigo, algodón, maíz, soja, hortalizas, frutas, materiales medicinales, flores, etc. En particular, Shenzhou-3 y Shenzhou-4 transportaron con éxito plántulas de plantas in vitro por primera vez, y Shenzhou-5 también transportó semillas de cultivos de Taiwán.
Las semillas de las plantas transportadas a bordo del Shenzhou se han cultivado cuidadosamente en el suelo y se ha mejorado significativamente el tamaño de los frutos, el contenido de nutrientes y la resistencia a plagas y enfermedades. A continuación se muestran algunos resultados preliminares obtenidos de experimentos con semillas a bordo del Shenzhou.
——Las semillas transportadas en Shenzhou 1, 3, 4 y 5 fueron probadas repetidamente y seleccionadas cuidadosamente en el suelo, y finalmente se cultivaron tomates espaciales, algodón espacial, berenjenas espaciales y pepinos espaciales. sandía sin semillas, etc., y han logrado los efectos de rasgos estables y una fuerte resistencia al estrés en comparación con las semillas originales, el ciclo de crecimiento se acorta, se mejora la calidad, se obtienen mayores rendimientos y son más resistentes a la sal y los álcalis.
——La provincia de Yunnan transportó semillas de cultivos de alto valor económico como arroz, tabaco, flores y hortalizas en Shenzhou 1-3. Aunque algunas semillas aún se encuentran en las etapas iniciales de cultivo. Sin embargo, algunas semillas de alta generación, como los pimientos verdes, los tomates y las calabazas, han mostrado características como alto rendimiento, resistencia a enfermedades y alto contenido de vitaminas. Un pepino pesa 1.500 gramos y un pimiento verde pesa entre trescientos y cuatrocientos gramos. Se espera que la identificación se lleve a cabo el próximo año y esté disponible en los supermercados de Kunming el año siguiente. Se puede esperar que Yunnan, que toma la iniciativa, cultive un lote de flores exóticas, vegetales, tabaco curado al humo de alta calidad, arroz de alta calidad y variedades de maíz que han sufrido mutagénesis espacial. En los mercados de Yunnan, las frutas y verduras espaciales no están muy lejos.
——La plantación de prueba de semillas medicinales espaciales transportadas por las naves espaciales Shenzhou 1, 3 y 4 inicialmente tuvo éxito en la ciudad de Anguo, provincia de Hebei, la ciudad natal de los materiales medicinales chinos. En los últimos dos años, más. Se han cosechado más de 100 kilogramos de semillas de raíz de isatis, 25 kg de pachulí, 25 kg de casia y 18 kg de nepeta. Estos productos tienen claras ventajas: la raíz de Isatis tiene plantas fuertes, sistemas de raíces grandes, hojas gruesas y el diámetro del anillo de la raíz principal es aproximadamente el doble que el de las variedades en las mismas condiciones ecológicas, lo que aumenta el rendimiento en más del 15%. También tiene una evidente resistencia a las enfermedades y al estrés, y es eficaz. También se han aumentado los ingredientes.
——El arroz transportado en la nave espacial Shenzhou-3 se ha cultivado en la tierra durante tres generaciones. Muestra un buen rendimiento de maduración temprana y madura con 25 días de anticipación. Puede plantarse en zonas alpinas y frías. lugares en el oeste, lo que permite a los agricultores del oeste comer arroz.
——Las frambuesas que se transportan en Shenzhou 3 son muy fuertes y darán frutos el próximo año; las flores que se transportan a bordo son como acedera de hojas moradas, y este año se han puesto en el mercado mil macetas.
——En el invernadero de la base de cría aeroespacial del puerto de Haimen en la zona de desarrollo económico de Haimen, algunas semillas después de transportar las naves espaciales Shenzhou 3 y 4 han echado raíces y han brotado después de un cuidadoso cultivo. Ahora son una A. agradable vista de vegetación.
——Las semillas de calabaza transportadas en la nave espacial Shenzhou 5 se cultivaron en una base de producción para producir calabazas "gigantes" de buena calidad y que pesaban entre 300 y 400 kilogramos.
Nuestro gobierno apoya mucho la reproducción espacial. Desde 1986, financiado por el Programa Nacional 863, más de 70 unidades de investigación científica en 23 provincias y ciudades de mi país han participado en investigaciones multidisciplinarias, y han llevado sucesivamente trigo, cebada, rábano, berenjena, mijo, regaliz, azucena, pimiento verde. , maní Ha realizado experimentos aeroespaciales con una variedad de plantas, y también ha transportado una variedad de microorganismos, gusanos de seda y otras especies. Nuestro país ha utilizado satélites retornables para realizar 8 experimentos espaciales de mejoramiento de más de 70 tipos de plantas y más de 400 variedades, y ha mutado y mejorado una serie de nuevas variedades de arroz, trigo, tomates, pimientos verdes, sésamo y otros cultivos de alto Rendimiento, alta calidad y resistencia múltiple, nuevas cepas, muchas de las cuales son excelentes mutaciones con efectos innovadores. Estas semillas se han asentado en Hubei, Jiangxi, Guangxi, Heilongjiang y otros lugares para criar descendencia. En la actualidad, se han plantado y promovido 43 cepas en grandes áreas de mi país, y existen bases de reproducción espacial en Beijing, Shanghai, Heilongjiang, Jiangsu, Gansu, Yunnan y otros lugares.
La cría espacial proporciona un nuevo apoyo técnico para el desarrollo de la agricultura moderna. Los descendientes de los "pasajeros espaciales" están entrando poco a poco en la vida y en las mesas de las personas. Desde el año 2000, sólo en Shanghai se comercializan cada año 50.000 kilogramos de pimientos espaciales. También se lanzaron oficialmente 20 toneladas de "verduras espaciales" producidas en el distrito de Pinggu, Beijing. En el futuro, arroz con un rendimiento de más de 900 kilogramos por mu en una sola temporada, espigas de trigo de hasta 13 centímetros de largo, varios algodones de colores espaciales con ciclos de maduración cortos y pelusa más larga que el algodón común, pimientos nutritivos que son 3- Se producirán pimientos 4 veces más pesados y duraderos, un pepino de 1,2 metros de largo y 1,5 kilogramos de peso, un tomate con un contenido de β-caroteno tres veces mayor, una caléndula con 300 flores, una cresta de gallo verde y un pimiento. Rododendro con rayas negras giratorias... estarán disponibles para la gente común. ¡Nuestra vida es mejor!
¿Son seguros los alimentos cultivados en el espacio? Afectados por los problemas de seguridad de los alimentos genéticamente modificados, la gente está muy preocupada por la seguridad de la cría espacial.
De hecho, la comida espacial y la comida genéticamente modificada son dos cosas diferentes. Los cultivos modificados genéticamente son nuevas variedades desarrolladas mediante la introducción de genes exógenos en las plantas. Por ejemplo, la soja modificada genéticamente se muta mediante la introducción de genes de organismos distintos de la soja o incluso de animales y microorganismos. Para las plantas cultivadas en el espacio, las semillas se colocan en microgravedad espacial, alto vacío, radiación de rayos cósmicos y otros entornos para inducir la mutación de las semillas. Esta mutación es la misma que la mutación natural de las plantas en la naturaleza, excepto que la velocidad y la frecuencia son. cambió. Este tipo de mutación es solo un tipo de gen que produce alelos diferentes a los originales, como que los tallos altos se conviertan en tallos cortos, los de maduración temprana y los de maduración tardía. En esencia, las mutaciones cromosómicas que produce son las mismas que las del cruzamiento. El genoma de los alimentos espaciales no es grande ni pequeño, sigue siendo cuánto. Por tanto, los expertos creen que no existe ningún problema de seguridad.
"Boda" de células en el espacio
Hay una pequeña caja negra en Shenzhou 4. Se trata de un dispositivo de electrofusión de células diseñado y desarrollado por nuestro país. En esta pequeña caja se celebrarán dos "bodas". La pareja es una célula animal, y el "novio" de la célula animal es un linfocito B de ratón, que es un tipo de célula que puede producir anticuerpos. Los anticuerpos son el "némesis" de los virus, pero tienen un defecto fatal: no pueden reproducirse fuera del cuerpo de humanos o animales y no pueden transmitirse de generación en generación. La "novia" es una célula de mieloma que puede reproducirse indefinidamente fuera del cuerpo. Por tanto, aprovechando sus respectivas ventajas y combinándolas, la descendencia producida tendrá nuevas variedades capaces de matar virus y reproducirse indefinidamente fuera del cuerpo.
Otro recién llegado son las células vegetales. El "novio" es una célula de tabaco con vacuolas que florece con flores amarillas, y la "novia" es una célula de tabaco sin vacuolas que florece con flores rosadas. Después de combinarlas, la descendencia híbrida florecerá con flores amarillas, al igual que la. padre, pero su forma la hereda de su madre. Los hijos nacidos después de su matrimonio tendrán las características de sus padres. Las dos células de tabaco permanecieron en el entorno de microgravedad del espacio durante 6 días y 18 horas. Los resultados mostraron que la tasa de éxito del "matrimonio" (fusión) fue de 18,8 y la tasa de supervivencia fue de 53,6, mientras que la tasa de éxito del "matrimonio" en el experimento de comparación terrestre fue sólo de 1,6 y la tasa de supervivencia fue de sólo 38. La tasa de éxito del "matrimonio" es 10 veces mayor que en el terreno. El primer experimento de mejoramiento de plantas espaciales de mi país utilizando tecnología de electrofusión celular abrirá una nueva forma de cultivar cultivos resistentes a enfermedades y de alto rendimiento. Algunos cultivos comerciales, como el tabaco, el algodón, las frutas y los cultivos alimentarios, como la soja, el maíz, el arroz, etc., tienen altos rendimientos pero poca resistencia a las enfermedades y los insectos, algunos tienen un solo sabor y otros tienen fuertes enfermedades e insectos. resistencia pero no altos rendimientos. Fusionando (matrimonio) células de diferentes variedades, se pueden desarrollar nuevas variedades que sean a la vez de alto rendimiento y resistentes a enfermedades e insectos.
¿Por qué la "boda" de las células debería celebrarse en el espacio? Esto se debe a que los pesos del "novio" y de la "novia" son diferentes. Bajo la influencia de la gravedad de la tierra, se depositan a diferentes velocidades en el líquido de fusión y no se combinan fácilmente. El espacio es un entorno ingrávido y todas las células son ingrávidas. Pueden combinarse fácilmente en el fluido de fusión, lo que puede mejorar su fertilidad y vitalidad. A nivel internacional, hay muy pocos experimentos de este tipo en el espacio. Los países europeos y americanos lo están estudiando como una cuestión de aplicación para futuras estaciones espaciales.
Mirando a las estrellas, nuestras mentes son más amplias. El mundo espacial, que contiene infinitos misterios, nos proporcionará un espacio más amplio para construir una vida futura mejor. (Unidad del autor: Centro de Investigación y Entrenamiento de Astronautas)