我国空间生物学效应研究的历史回顾

介绍了我国空间生物学效应的研究进展 ,包括植物向重性机理研究 ,空间环境对动物、植物和微生物的细胞结构和生长、发育、代谢等的影响 ,以及受控生态生命保障系统的研究。

空间辐射环境模拟装置与空间辐射生物效应研究进展

空间环境中宇航员受到的高能辐射主要来源于太阳粒子事件、银河宇宙射线和地球捕获带中的高能离子及其次生放射性粒子。太空辐射暴露具有低剂量率、多品质辐射和高线性能量传递(LET)等特点,是宇航员在深空执行长时间太空探索任务时面临的主要风险因素。基于地面高能加速器的空间辐射模拟装置及空间辐射生物效应研究是空间辐射风险评估科学依据的关键。单离子微束技术作为一种先进的能提供精确至单离子精准辐照的辐照装置,是真实模拟空间高能辐射条件开展生物效应研究的独特平台。本文首先介绍了近地任务以及深空探索中的辐射环境以及世界各国可供开展空间辐射地基模拟的粒子加速器设施,以及近年来的空间辐射效应研究进展,最后介绍了兰州重离子研究装置的高能微束装置及其在空间辐射生物学研究中的应用。

外空生物学

生命起源是现代科学三大前沿问题(天体演化、生命起源、基本粒子理论)之一。生命起源就是研究地球和地外星球由非生命物质变为原始生命的过程,以及如何利用人为方法模拟原始条件重现这一自然的历程。它的研究将是人类更好掌握生命发生和发展的规律,控制生物遗传,具有重大的理论意义和现实意义。对于地球上的生命起源于何时、何种环境,有很多的猜测,热泉和海底“黑烟囱”生态系统说也是其中的一种。我国云南腾冲热泉的地下古热泉硅华通道含有大量的黄铁矿(FeS),我国科学家推测,表层岩石圈中似“蜘蛛网”状分布的热液通道也许在38亿年前(地球上迄今为止最古老的生物活动痕迹),甚至在42亿年(大量陨石撞击地球的结束时期)前就可能存在,这为地球生命起源提供了更多的、相对稳定的环境,大大增加了地球上生命起源的概率,也为生命在地球上的起源和早期演化“腾出”了相对充足的时间。几十年来科学家们在探索生命起源的问题上取得了一系列突破性的进展。1953年Miller在实验室中首次模拟了原始大气中合成氨基酸的反应;同年4月沃森和克里克提出了DNA双螺旋模型轰动了整个科学界;1966年64种遗传密码子破译成功,最近科学家又“发明”了一些新的密码子,让生物细胞可以合成含非天然氨基酸的蛋白。2004年。

模拟微重力生物培养实验装置及其生物学效应

该项目属于农业生物物理学与农业机械化设备领域,研究组在国家863计划和福建省自然科学基金等项目支持下,为了满足在地面进行空间生物学效应研究需要,在回转器模拟空间微重力效应理论和单轴式植物旋转栽培技术研究基础上,经过多年的研制攻关,取得的成果创新点如下.

飞船搭载灵芝的生理生化研究

为了探明宇宙飞船搭载灵芝的空间生物学效应,评价搭载灵芝发生的变异,本研究分别以搭载与地面对照灵芝原基和子实体为材料,用NBT光化还原法测定SOD酶活力,聚丙烯酰胺电泳分析了它们的酯酶同工酶和过氧化物同工酶。结果显示飞船搭载对四个灵芝菌株的影响不同:在SOD酶活力上,不管是原基还是子实体,菌株Sx比对照Cx都有较明显增加;其他几个菌株与对照相比也有变化。电泳结果显示,S4与C4、Sh与Ch两组的原基、子实体的酯酶同工酶差异不明显。而这两个时期的S3与C3、Sx与Cx的酯酶同工酶酶谱差异比较明显。灵芝菌株的过氧化物同工酶酶带数较少,除了在原基期Sx比Cx少一条酶带外,其余菌株与对照都没有差异。这些结果表明,经飞船搭载后,Sx、S3与地面对照相比变化较大,而S4、Sh与对照相比基本没有变化。