【2020年度国家最高科学技术奖得主顾诵芬：白首心尤坚 青云志益远】
顾诵芬坐在歼教-6的后机舱里，在他前方仅10米开外，就是中国正在自主研发的第一架双发、高空、高速歼击机——“歼-8”试验机。两架飞机近身、等速，相随飞行，地面上的所有人都捏着一把汗。#顾诵芬王大中获国家最高科技奖#
当时，“歼-8”研制遇到了重大困难，飞行试验中总是出现强烈振动，但缺少地面设备和手段，无法确定问题出在哪儿。身为总设计师的顾诵芬主动请缨，连续3天乘坐战斗机紧随“歼-8”飞行，用望远镜亲眼观察情况。
“我们没有摄像机，只能是人上去看。”顾诵芬说，“怎么看法？就在飞机尾巴上贴上红色毛线条，我就看看那毛条到底在哪儿抖。”
做出这个危险的决定时，他没有听从任何同事的劝阻，只说了一句：“我不敢让江泽菲知道。”
因为他曾和妻子江泽菲约定，此生再也不乘坐飞机。
△ 乱世书香 塑赤子之魂
顾诵芬被誉为新中国飞机设计大师，是我国航空领域唯一的两院院士。他与飞机的情缘，只怕从儿时就已深深缔结。
“咏世德之骏烈，诵先人之清芬”——顾诵芬的名字缘于西晋陆机的《文赋》。他于1930年2月4日出生于苏州的书香门第，父亲顾廷龙是著名国学大师，母亲潘承圭也是一位知识女性。
1937年，“七七事变”爆发，打破了顾诵芬童年的平静。故乡的蓝天被日军的飞机遮蔽，家园的热土被呼啸而来的炸弹一遍遍掀起。因为缺乏防空知识，顾诵芬不知所措地跑出房间，向院里奔去。幸而有邻居曾在德国接受防空训练，立刻把他喊住，让他回屋躲在桌子下面。
“轰隆隆、轰隆隆——爆炸所产生的火光和浓烟仿佛近在咫尺，玻璃窗被冲击波震得粉碎……”7岁时遭遇的这一幕幕，顾诵芬记了一辈子。
“没有航空的话，咱们国家将来还得受人欺负”，顾诵芬暗暗在心里立下宏愿，“我以后要造飞机”。
顾诵芬是家里的小儿子，颇得家人宠爱。哥哥在德国人办的教会学校读书，会从学校带回纸航模来给他玩。堂叔也送给他一架小飞机模型，但很可惜，只飞了几次就坏掉了。
父亲顾廷龙见儿子这么喜欢飞机，就带他去了上海一家香港人开的航模商店，花重金买下一架翼展一米的大型航模。从此这成了顾诵芬的至宝，天气晴好时，他就到外面去放飞机。下雨下雪了，他就拿回屋里飞。父亲甚至从开明书店买回来一批苏联的航模制作书籍，带顾诵芬去工厂参观工业制造过程，如此熏陶下，少年时的顾诵芬就能亲手制作飞机模型了。
“我父亲是一个很开明的人，对我的兴趣爱好并没有多加干涉，只是告诉我不管做任何事，都要认认真真地做好，这对我影响很大。”顾诵芬说。
父亲对顾诵芬的影响不止于此。战火纷飞的年代，帝国主义肆意掠夺，江南文物古籍流失惨重。顾廷龙毅然举家南迁，出任上海合众图书馆总干事，致力于抢救历史文献。
这份家国大义的情怀，影响了顾诵芬一生。
高中毕业后，顾诵芬报考浙江大学、清华大学和上海交通大学，填报的全部是航空专业，而且均被录取。
他从上海交通大学毕业时，正逢抗美援朝，国家决定兴建航空工业。顾诵芬被分配到新中国刚组建的航空工业局，从上海赶赴北京报到。顾诵芬的大哥于几年前逝于伤寒，母亲心伤未愈，又不得不送别小儿子，患上了精神抑郁症。1967年，顾母病逝，顾诵芬没能见上最后一面。
他曾不止一次怅叹：“为了搞航空，我把母亲给牺牲了。”
△ 艰难岁月 粹青云之志
顾诵芬参与设计的第一架飞机，是我国自主研发的喷气式亚声速教练机“歼教-1”。
当时是20世纪50年代，苏联专家来中国援助制造飞机。但他们对设计技术严密封锁。
“每次向苏方订货，我都会填上需要《设计员指南》《强度规范》等，但从没得到答复。”顾诵芬说，“只会仿制，而不自行设计，就相当于命根子在人家手里。对这一点，我有非常深刻的体会。”
1956年，新中国第一个飞机设计室在沈阳建立，办公条件极其简陋，试验室甚至是由原来的一间厕所改造的，但大家依然热情高涨。
年仅26岁的顾诵芬被任命为“歼教-1”气动组组长。他在大学里只学过螺旋桨飞机设计基础课程，很多东西都得从头学起，压力很大。特别是设计室主任徐舜寿提出的“采用两侧进气，不能在机头进气”，也是一个国内没有先例的难题。
顾诵芬只能到北京航空航天大学的图书馆里查找资料。图书馆白天都被学生占用，他只能每天晚上骑一辆借来的自行车，去馆里查找资料，亲手把有用的图描下来。
顾诵芬和设计团队克服重重困难，终于在1958年7月把“歼教-1”送上了天空——从设计到首飞只用了一年零九个月时间，速度之快，在国外也实属罕见。
1964年，“歼-8”战斗机的研制工作正式启动。不久，总设计师黄志千在执行出国任务时，因飞机失事遇难，顾诵芬与其他几名骨干临危受命，组成技术办公室，接过了这份重担。
黄志千不仅仅是顾诵芬的领导、前辈和多年来并肩作战的同志。他还把自己的妻妹江泽菲介绍给顾诵芬，成就了二人的姻缘。因此黄志千的不幸罹难，深深震痛了顾诵芬夫妇。江泽菲为此下了“死命令”，不许顾诵芬再坐飞机。
也正是这个缘故，在亲自乘坐战斗机观察“歼-8”抖振问题的那几天，顾诵芬连专为试飞人员开设的“空勤灶”都不敢吃，每天回家吃饭，生怕妻子起疑。
1979年12月31日晚上10点钟，元旦新年的前夜，“歼-8”终于正式定型。在食堂对面的小二楼，大家一起吃了顿饭。平素滴酒不沾的顾诵芬，那天喝得酩酊大醉。
“‘歼-8’可以说是连滚带爬搞出来的。”他感叹道。
1985年，“歼-8”飞机被授予国家级科技进步奖特等奖。
至此，顾诵芬的飞机事业只算走出万里长征第一步。未来的旅程，不仅仅是湛蓝长空，还有浩瀚宇宙。
△ 耄耋白首 尽拳拳之心
1984年6月12日，“歼-8”的升级型号“歼8-Ⅱ”首飞成功。2000年该项目获国家科技进步奖一等奖，作为总设计的顾诵芬仍是第一获奖人。
1986年，顾诵芬奉调进京，担任中国航空工业科技委副主任，加入了我国早期的载人航天项目。
20世纪90年代，顾诵芬发起并组织了与俄罗斯气动力和飞机设计专家对远景飞机的设计合作，使我国250多名飞机设计技术骨干受到锻炼，为设计新一代战机奠定了基础。
1995年，顾诵芬率领技术团队研制出中国第一架地效飞行器。
2000年以后，顾诵芬展现出战略科学家的眼光，在大飞机（包括大型客机和大型军用运输机）、航空科学技术及其装备发展等等领域做出了重要贡献。他还是我国国产大飞机项目的主要推动者之一。如今，顾诵芬已是九旬高龄，他常常抱憾“自己身体不是很好，不能继续奔腾在设计生产一线。”
但耄耋之年的他，仍然坚持按时上班，时刻关注国际航空前沿科技发展动态，承担大量顾问、咨询和课题研究任务，还主持编著、指导和亲自撰写了大量科技发展、航空工业历史经验方面的著述。
“我的余生就搞这些工作了，做一些力所能及的有益于推动航空工业发展的事。”顾诵芬说，“我们自己没有足够的实践经验，就把国外有价值的材料翻译出来，介绍给国内的科技人员。”
都说老骥伏枥，志在千里。但顾诵芬的一生更像扶摇而上的鲲鹏，托举起了祖国的青云之梦。https://t.cn/A6xzMlZe
顾诵芬坐在歼教-6的后机舱里，在他前方仅10米开外，就是中国正在自主研发的第一架双发、高空、高速歼击机——“歼-8”试验机。两架飞机近身、等速，相随飞行，地面上的所有人都捏着一把汗。#顾诵芬王大中获国家最高科技奖#
当时，“歼-8”研制遇到了重大困难，飞行试验中总是出现强烈振动，但缺少地面设备和手段，无法确定问题出在哪儿。身为总设计师的顾诵芬主动请缨，连续3天乘坐战斗机紧随“歼-8”飞行，用望远镜亲眼观察情况。
“我们没有摄像机，只能是人上去看。”顾诵芬说，“怎么看法？就在飞机尾巴上贴上红色毛线条，我就看看那毛条到底在哪儿抖。”
做出这个危险的决定时，他没有听从任何同事的劝阻，只说了一句：“我不敢让江泽菲知道。”
因为他曾和妻子江泽菲约定，此生再也不乘坐飞机。
△ 乱世书香 塑赤子之魂
顾诵芬被誉为新中国飞机设计大师，是我国航空领域唯一的两院院士。他与飞机的情缘，只怕从儿时就已深深缔结。
“咏世德之骏烈，诵先人之清芬”——顾诵芬的名字缘于西晋陆机的《文赋》。他于1930年2月4日出生于苏州的书香门第，父亲顾廷龙是著名国学大师，母亲潘承圭也是一位知识女性。
1937年，“七七事变”爆发，打破了顾诵芬童年的平静。故乡的蓝天被日军的飞机遮蔽，家园的热土被呼啸而来的炸弹一遍遍掀起。因为缺乏防空知识，顾诵芬不知所措地跑出房间，向院里奔去。幸而有邻居曾在德国接受防空训练，立刻把他喊住，让他回屋躲在桌子下面。
“轰隆隆、轰隆隆——爆炸所产生的火光和浓烟仿佛近在咫尺，玻璃窗被冲击波震得粉碎……”7岁时遭遇的这一幕幕，顾诵芬记了一辈子。
“没有航空的话，咱们国家将来还得受人欺负”，顾诵芬暗暗在心里立下宏愿，“我以后要造飞机”。
顾诵芬是家里的小儿子，颇得家人宠爱。哥哥在德国人办的教会学校读书，会从学校带回纸航模来给他玩。堂叔也送给他一架小飞机模型，但很可惜，只飞了几次就坏掉了。
父亲顾廷龙见儿子这么喜欢飞机，就带他去了上海一家香港人开的航模商店，花重金买下一架翼展一米的大型航模。从此这成了顾诵芬的至宝，天气晴好时，他就到外面去放飞机。下雨下雪了，他就拿回屋里飞。父亲甚至从开明书店买回来一批苏联的航模制作书籍，带顾诵芬去工厂参观工业制造过程，如此熏陶下，少年时的顾诵芬就能亲手制作飞机模型了。
“我父亲是一个很开明的人，对我的兴趣爱好并没有多加干涉，只是告诉我不管做任何事，都要认认真真地做好，这对我影响很大。”顾诵芬说。
父亲对顾诵芬的影响不止于此。战火纷飞的年代，帝国主义肆意掠夺，江南文物古籍流失惨重。顾廷龙毅然举家南迁，出任上海合众图书馆总干事，致力于抢救历史文献。
这份家国大义的情怀，影响了顾诵芬一生。
高中毕业后，顾诵芬报考浙江大学、清华大学和上海交通大学，填报的全部是航空专业，而且均被录取。
他从上海交通大学毕业时，正逢抗美援朝，国家决定兴建航空工业。顾诵芬被分配到新中国刚组建的航空工业局，从上海赶赴北京报到。顾诵芬的大哥于几年前逝于伤寒，母亲心伤未愈，又不得不送别小儿子，患上了精神抑郁症。1967年，顾母病逝，顾诵芬没能见上最后一面。
他曾不止一次怅叹：“为了搞航空，我把母亲给牺牲了。”
△ 艰难岁月 粹青云之志
顾诵芬参与设计的第一架飞机，是我国自主研发的喷气式亚声速教练机“歼教-1”。
当时是20世纪50年代，苏联专家来中国援助制造飞机。但他们对设计技术严密封锁。
“每次向苏方订货，我都会填上需要《设计员指南》《强度规范》等，但从没得到答复。”顾诵芬说，“只会仿制，而不自行设计，就相当于命根子在人家手里。对这一点，我有非常深刻的体会。”
1956年，新中国第一个飞机设计室在沈阳建立，办公条件极其简陋，试验室甚至是由原来的一间厕所改造的，但大家依然热情高涨。
年仅26岁的顾诵芬被任命为“歼教-1”气动组组长。他在大学里只学过螺旋桨飞机设计基础课程，很多东西都得从头学起，压力很大。特别是设计室主任徐舜寿提出的“采用两侧进气，不能在机头进气”，也是一个国内没有先例的难题。
顾诵芬只能到北京航空航天大学的图书馆里查找资料。图书馆白天都被学生占用，他只能每天晚上骑一辆借来的自行车，去馆里查找资料，亲手把有用的图描下来。
顾诵芬和设计团队克服重重困难，终于在1958年7月把“歼教-1”送上了天空——从设计到首飞只用了一年零九个月时间，速度之快，在国外也实属罕见。
1964年，“歼-8”战斗机的研制工作正式启动。不久，总设计师黄志千在执行出国任务时，因飞机失事遇难，顾诵芬与其他几名骨干临危受命，组成技术办公室，接过了这份重担。
黄志千不仅仅是顾诵芬的领导、前辈和多年来并肩作战的同志。他还把自己的妻妹江泽菲介绍给顾诵芬，成就了二人的姻缘。因此黄志千的不幸罹难，深深震痛了顾诵芬夫妇。江泽菲为此下了“死命令”，不许顾诵芬再坐飞机。
也正是这个缘故，在亲自乘坐战斗机观察“歼-8”抖振问题的那几天，顾诵芬连专为试飞人员开设的“空勤灶”都不敢吃，每天回家吃饭，生怕妻子起疑。
1979年12月31日晚上10点钟，元旦新年的前夜，“歼-8”终于正式定型。在食堂对面的小二楼，大家一起吃了顿饭。平素滴酒不沾的顾诵芬，那天喝得酩酊大醉。
“‘歼-8’可以说是连滚带爬搞出来的。”他感叹道。
1985年，“歼-8”飞机被授予国家级科技进步奖特等奖。
至此，顾诵芬的飞机事业只算走出万里长征第一步。未来的旅程，不仅仅是湛蓝长空，还有浩瀚宇宙。
△ 耄耋白首 尽拳拳之心
1984年6月12日，“歼-8”的升级型号“歼8-Ⅱ”首飞成功。2000年该项目获国家科技进步奖一等奖，作为总设计的顾诵芬仍是第一获奖人。
1986年，顾诵芬奉调进京，担任中国航空工业科技委副主任，加入了我国早期的载人航天项目。
20世纪90年代，顾诵芬发起并组织了与俄罗斯气动力和飞机设计专家对远景飞机的设计合作，使我国250多名飞机设计技术骨干受到锻炼，为设计新一代战机奠定了基础。
1995年，顾诵芬率领技术团队研制出中国第一架地效飞行器。
2000年以后，顾诵芬展现出战略科学家的眼光，在大飞机（包括大型客机和大型军用运输机）、航空科学技术及其装备发展等等领域做出了重要贡献。他还是我国国产大飞机项目的主要推动者之一。如今，顾诵芬已是九旬高龄，他常常抱憾“自己身体不是很好，不能继续奔腾在设计生产一线。”
但耄耋之年的他，仍然坚持按时上班，时刻关注国际航空前沿科技发展动态，承担大量顾问、咨询和课题研究任务，还主持编著、指导和亲自撰写了大量科技发展、航空工业历史经验方面的著述。
“我的余生就搞这些工作了，做一些力所能及的有益于推动航空工业发展的事。”顾诵芬说，“我们自己没有足够的实践经验，就把国外有价值的材料翻译出来，介绍给国内的科技人员。”
都说老骥伏枥，志在千里。但顾诵芬的一生更像扶摇而上的鲲鹏，托举起了祖国的青云之梦。https://t.cn/A6xzMlZe
【在太空吃什么？全株可食精英作物登陆未来太空农场！】随着人类探索太空的步伐不断加快，以空间食物保障为核心的太空农业将会引起越来越广泛的关注。近日，中国农业科学院都市农业研究所（以下简称都市所）在《自然—通讯》发表展望性文章https://t.cn/A6MRyP6k，深入分析了太空农业系统对作物的独特要求，创新性地提出了面向太空农场进行作物改良的全株可食精英植物策略。
人类上太空吃什么？
随着世界人口的不断增长，有限的地球资源面临枯竭的威胁。论文通讯作者、都市所研究员任茂智认为，人类即将进入大航天时代，飞上太空之后吃什么是一个必须认真思考的问题。
携带人造食品不失为一种选择，但任茂智认为，人造食品会受到地域和资源的限制，在陌生的外太空环境中不可持续。而带着合适的种子上太空，则有可能在改造外星环境的同时，也为移民人类提供可持续的食物。
论文共同通讯作者、都市所研究员杨其长认为，随着外太空探索的不断深入，保障宇航员以及星月旅居人员食物保障的供给方式也将会提到议事日程，农业的形态也将由乡村农业和都市农业延伸到太空农业。
任茂智告诉《中国科学报》，进入太空的人类将面临完全不同于地球的生存环境。科学家正在研究农作物如何适应地外空间的特殊环境，这就是太空农业。
“太空食物的首选是植物。”任茂智说，植物是第一生产者，它可以提供人类生存所需要的淀粉、油脂和蛋白质。而且，面对太空中的磁场、辐射、重力等特殊环境，植物的适应性明显高于动物。
例如，在空间站内，重力微弱；在月球上，重力只有地球上的1/6。人类在这种重力环境下，体液不能正常流动。“植物也会受到影响，但植物的弹性很大。”任茂智说。
论文第一作者刘永明介绍，植物在空间站中仍然可以开枝散叶，进行营养生长。但一般很难开花结果，即其生殖生长受到阻碍。
地球上的农作物主要为人类提供淀粉和油脂，而植物蛋白相比动物蛋白不易于人类吸收。
因此，如何改造农作物，使之既能够适应太空环境，又能够为人类提供全面的营养，就成为遴选太空植物的标准。
“在此基础上，我们认识到，全株可食用的作物应当是未来太空农场中首选的农作物。如果根茎叶都可食用的话，不需要等到农作物开花结果，作物长出来一点就能为人类提供食物了。”任茂智说。
过去的太空种植试验往往关注如何让植物开花结果。杨其长说，这是国际上首次提出，以全株可食作为遴选太空作物的标准，完全转变了太空作物研究的思路。
全株可食的农作物
为了寻找易于改造的作物，他们遴选了几百种植物，包括水稻、小麦、玉米、棉花、马铃薯，甚至包括沙漠中常见的骆驼刺。
刘永明说，其中，水稻、小麦、玉米的可食用部分只有种子，茎秆要改造成人类可食的比较困难。骆驼刺虽然耐逆境生存能力很强，可能更加适应地外空间的环境，但它产量低，不可供人类食用，改造难度也很大。
针对太空农业的特殊需求，团队研发的首个“月球微型农场”于2019年1月经嫦娥4号送上月球背面，搭载了中国农业科学院培育的棉花、油菜和马铃薯种子，成功实现了人类首次在月球培育植物幼苗的试验，拉开了农业走向太空的序幕。
随后，该团队将目光投向了传统作物马铃薯。马铃薯生长3个月后就可以结出薯块，薯块或大或小都可食用，而且营养丰富，是一种改造起来比较容易的作物。
任茂智告诉记者，马铃薯的果实和茎叶目前还不能直接食用的主要原因是含有龙葵素这种毒素。假如能培育出不产生龙葵素的马铃薯，那么果实和茎叶都可以食用。而利用基因编辑技术就能实现这一目标。
除此之外，任茂智还想给马铃薯加上不同的特殊基因，产生一些人类在太空中需要的物质。
例如，抗氧化物质虾青素，抗高原反应的红景天苷，人们爱吃的牛肉蛋白，甚至可食用抗体和疫苗，都可以在马铃薯中添加相关基因，作为生物反应器来生产。
杨其长介绍，我们设想中的太空农场应该主要采用无土栽培生产方式，尤其是优先考虑固体基质栽培或气雾栽培。所创制的全株可食精英马铃薯，在人工可控环境下采用气雾栽培可实现光温水气肥的一体化的控制，大幅度提高马铃薯产量和品质。这种气雾栽培也非常有利于定植与采收。
“实际上，除了马铃薯，很多十字花科作物都是全株可食用的，只要稍加改造使之适应太空环境也能成为优秀的精英作物。”任茂智说。
杨其长介绍，我们所探究的适宜于太空农业需求的作物培育方法，构建可用于太空植物工厂环境下全株可食精英植物的创制途径，未来可为人类探索太空食物供给提供有效的技术手段，同时该技术的综合应用也将会有效促进太空农业、都市农业和乡村农业的发展。
生物多样性提供丰富的基因资源
从地球到太空，有三类太空农场应用场景。首先是微重力的空间站，其次是太阳系内的月球基地和火星基地，再到外太空的类地行星。
这三类环境都需要设计不同的农作物。尤其是太空中已知的与地球接近的行星大约有1000多颗，这些行星上尚未发现植被或其他生命体。“这意味着地球将是宇宙植物的起源中心。”任茂智说。
而且，每一颗类地行星的环境都与地球不同，“兵马未动粮草先行，科学家要提前设计好适应不同需求的植物，先让植物去改造。”任茂智说，这就需要打破学科界限、物种界限和空间界限来进行思考和创新，提出一系列战略性的科学问题。
“地球将成为整个宇宙植物的起源中心、繁殖中心和科研中心、创新中心。”任茂智说。地球上丰富的生物多样性就是为整个宇宙做准备。从珠穆朗玛峰、青藏高原到太平洋大海沟，从北极到南极，从火山口到沙漠，都有植物身影。而那些适应了特殊的地球环境的形形色色的生物将可能为移民太空的农作物提供丰富的基因资源。
杨其长说：“根据已知的环境参数，以及土壤成分，我们可以利用植物工厂模拟空间站和月球等外太空环境，进而开展精英作物改造和遴选的工作，为空间探索提供技术储备。”
“我们的策略旨在为太空农场开发出食用部分更多、营养成分更丰富、产量更高、养分利用更有效的精英作物，对太空作物的设计及高效太空农业系统的构建具有指导性和前瞻性意义，为未来人类深空探测和星际移民提供食物和生存保障。”刘永明说。https://t.cn/A6xhxPD0
人类上太空吃什么？
随着世界人口的不断增长，有限的地球资源面临枯竭的威胁。论文通讯作者、都市所研究员任茂智认为，人类即将进入大航天时代，飞上太空之后吃什么是一个必须认真思考的问题。
携带人造食品不失为一种选择，但任茂智认为，人造食品会受到地域和资源的限制，在陌生的外太空环境中不可持续。而带着合适的种子上太空，则有可能在改造外星环境的同时，也为移民人类提供可持续的食物。
论文共同通讯作者、都市所研究员杨其长认为，随着外太空探索的不断深入，保障宇航员以及星月旅居人员食物保障的供给方式也将会提到议事日程，农业的形态也将由乡村农业和都市农业延伸到太空农业。
任茂智告诉《中国科学报》，进入太空的人类将面临完全不同于地球的生存环境。科学家正在研究农作物如何适应地外空间的特殊环境，这就是太空农业。
“太空食物的首选是植物。”任茂智说，植物是第一生产者，它可以提供人类生存所需要的淀粉、油脂和蛋白质。而且，面对太空中的磁场、辐射、重力等特殊环境，植物的适应性明显高于动物。
例如，在空间站内，重力微弱；在月球上，重力只有地球上的1/6。人类在这种重力环境下，体液不能正常流动。“植物也会受到影响，但植物的弹性很大。”任茂智说。
论文第一作者刘永明介绍，植物在空间站中仍然可以开枝散叶，进行营养生长。但一般很难开花结果，即其生殖生长受到阻碍。
地球上的农作物主要为人类提供淀粉和油脂，而植物蛋白相比动物蛋白不易于人类吸收。
因此，如何改造农作物，使之既能够适应太空环境，又能够为人类提供全面的营养，就成为遴选太空植物的标准。
“在此基础上，我们认识到，全株可食用的作物应当是未来太空农场中首选的农作物。如果根茎叶都可食用的话，不需要等到农作物开花结果，作物长出来一点就能为人类提供食物了。”任茂智说。
过去的太空种植试验往往关注如何让植物开花结果。杨其长说，这是国际上首次提出，以全株可食作为遴选太空作物的标准，完全转变了太空作物研究的思路。
全株可食的农作物
为了寻找易于改造的作物，他们遴选了几百种植物，包括水稻、小麦、玉米、棉花、马铃薯，甚至包括沙漠中常见的骆驼刺。
刘永明说，其中，水稻、小麦、玉米的可食用部分只有种子，茎秆要改造成人类可食的比较困难。骆驼刺虽然耐逆境生存能力很强，可能更加适应地外空间的环境，但它产量低，不可供人类食用，改造难度也很大。
针对太空农业的特殊需求，团队研发的首个“月球微型农场”于2019年1月经嫦娥4号送上月球背面，搭载了中国农业科学院培育的棉花、油菜和马铃薯种子，成功实现了人类首次在月球培育植物幼苗的试验，拉开了农业走向太空的序幕。
随后，该团队将目光投向了传统作物马铃薯。马铃薯生长3个月后就可以结出薯块，薯块或大或小都可食用，而且营养丰富，是一种改造起来比较容易的作物。
任茂智告诉记者，马铃薯的果实和茎叶目前还不能直接食用的主要原因是含有龙葵素这种毒素。假如能培育出不产生龙葵素的马铃薯，那么果实和茎叶都可以食用。而利用基因编辑技术就能实现这一目标。
除此之外，任茂智还想给马铃薯加上不同的特殊基因，产生一些人类在太空中需要的物质。
例如，抗氧化物质虾青素，抗高原反应的红景天苷，人们爱吃的牛肉蛋白，甚至可食用抗体和疫苗，都可以在马铃薯中添加相关基因，作为生物反应器来生产。
杨其长介绍，我们设想中的太空农场应该主要采用无土栽培生产方式，尤其是优先考虑固体基质栽培或气雾栽培。所创制的全株可食精英马铃薯，在人工可控环境下采用气雾栽培可实现光温水气肥的一体化的控制，大幅度提高马铃薯产量和品质。这种气雾栽培也非常有利于定植与采收。
“实际上，除了马铃薯，很多十字花科作物都是全株可食用的，只要稍加改造使之适应太空环境也能成为优秀的精英作物。”任茂智说。
杨其长介绍，我们所探究的适宜于太空农业需求的作物培育方法，构建可用于太空植物工厂环境下全株可食精英植物的创制途径，未来可为人类探索太空食物供给提供有效的技术手段，同时该技术的综合应用也将会有效促进太空农业、都市农业和乡村农业的发展。
生物多样性提供丰富的基因资源
从地球到太空，有三类太空农场应用场景。首先是微重力的空间站，其次是太阳系内的月球基地和火星基地，再到外太空的类地行星。
这三类环境都需要设计不同的农作物。尤其是太空中已知的与地球接近的行星大约有1000多颗，这些行星上尚未发现植被或其他生命体。“这意味着地球将是宇宙植物的起源中心。”任茂智说。
而且，每一颗类地行星的环境都与地球不同，“兵马未动粮草先行，科学家要提前设计好适应不同需求的植物，先让植物去改造。”任茂智说，这就需要打破学科界限、物种界限和空间界限来进行思考和创新，提出一系列战略性的科学问题。
“地球将成为整个宇宙植物的起源中心、繁殖中心和科研中心、创新中心。”任茂智说。地球上丰富的生物多样性就是为整个宇宙做准备。从珠穆朗玛峰、青藏高原到太平洋大海沟，从北极到南极，从火山口到沙漠，都有植物身影。而那些适应了特殊的地球环境的形形色色的生物将可能为移民太空的农作物提供丰富的基因资源。
杨其长说：“根据已知的环境参数，以及土壤成分，我们可以利用植物工厂模拟空间站和月球等外太空环境，进而开展精英作物改造和遴选的工作，为空间探索提供技术储备。”
“我们的策略旨在为太空农场开发出食用部分更多、营养成分更丰富、产量更高、养分利用更有效的精英作物，对太空作物的设计及高效太空农业系统的构建具有指导性和前瞻性意义，为未来人类深空探测和星际移民提供食物和生存保障。”刘永明说。https://t.cn/A6xhxPD0
【在太空吃什么？全株可食精英作物登陆未来太空农场！】随着人类探索太空的步伐不断加快，以空间食物保障为核心的太空农业将会引起越来越广泛的关注。近日，中国农业科学院都市农业研究所（以下简称都市所）在《自然—通讯》发表展望性文章https://t.cn/A6MRyP6k，深入分析了太空农业系统对作物的独特要求，创新性地提出了面向太空农场进行作物改良的全株可食精英植物策略。
人类上太空吃什么？
随着世界人口的不断增长，有限的地球资源面临枯竭的威胁。论文通讯作者、都市所研究员任茂智认为，人类即将进入大航天时代，飞上太空之后吃什么是一个必须认真思考的问题。
携带人造食品不失为一种选择，但任茂智认为，人造食品会受到地域和资源的限制，在陌生的外太空环境中不可持续。而带着合适的种子上太空，则有可能在改造外星环境的同时，也为移民人类提供可持续的食物。
论文共同通讯作者、都市所研究员杨其长认为，随着外太空探索的不断深入，保障宇航员以及星月旅居人员食物保障的供给方式也将会提到议事日程，农业的形态也将由乡村农业和都市农业延伸到太空农业。
任茂智告诉《中国科学报》，进入太空的人类将面临完全不同于地球的生存环境。科学家正在研究农作物如何适应地外空间的特殊环境，这就是太空农业。
“太空食物的首选是植物。”任茂智说，植物是第一生产者，它可以提供人类生存所需要的淀粉、油脂和蛋白质。而且，面对太空中的磁场、辐射、重力等特殊环境，植物的适应性明显高于动物。
例如，在空间站内，重力微弱；在月球上，重力只有地球上的1/6。人类在这种重力环境下，体液不能正常流动。“植物也会受到影响，但植物的弹性很大。”任茂智说。
论文第一作者刘永明介绍，植物在空间站中仍然可以开枝散叶，进行营养生长。但一般很难开花结果，即其生殖生长受到阻碍。
地球上的农作物主要为人类提供淀粉和油脂，而植物蛋白相比动物蛋白不易于人类吸收。
因此，如何改造农作物，使之既能够适应太空环境，又能够为人类提供全面的营养，就成为遴选太空植物的标准。
“在此基础上，我们认识到，全株可食用的作物应当是未来太空农场中首选的农作物。如果根茎叶都可食用的话，不需要等到农作物开花结果，作物长出来一点就能为人类提供食物了。”任茂智说。
过去的太空种植试验往往关注如何让植物开花结果。杨其长说，这是国际上首次提出，以全株可食作为遴选太空作物的标准，完全转变了太空作物研究的思路。
全株可食的农作物
为了寻找易于改造的作物，他们遴选了几百种植物，包括水稻、小麦、玉米、棉花、马铃薯，甚至包括沙漠中常见的骆驼刺。
刘永明说，其中，水稻、小麦、玉米的可食用部分只有种子，茎秆要改造成人类可食的比较困难。骆驼刺虽然耐逆境生存能力很强，可能更加适应地外空间的环境，但它产量低，不可供人类食用，改造难度也很大。
针对太空农业的特殊需求，团队研发的首个“月球微型农场”于2019年1月经嫦娥4号送上月球背面，搭载了中国农业科学院培育的棉花、油菜和马铃薯种子，成功实现了人类首次在月球培育植物幼苗的试验，拉开了农业走向太空的序幕。
随后，该团队将目光投向了传统作物马铃薯。马铃薯生长3个月后就可以结出薯块，薯块或大或小都可食用，而且营养丰富，是一种改造起来比较容易的作物。
任茂智告诉记者，马铃薯的果实和茎叶目前还不能直接食用的主要原因是含有龙葵素这种毒素。假如能培育出不产生龙葵素的马铃薯，那么果实和茎叶都可以食用。而利用基因编辑技术就能实现这一目标。
除此之外，任茂智还想给马铃薯加上不同的特殊基因，产生一些人类在太空中需要的物质。
例如，抗氧化物质虾青素，抗高原反应的红景天苷，人们爱吃的牛肉蛋白，甚至可食用抗体和疫苗，都可以在马铃薯中添加相关基因，作为生物反应器来生产。
杨其长介绍，我们设想中的太空农场应该主要采用无土栽培生产方式，尤其是优先考虑固体基质栽培或气雾栽培。所创制的全株可食精英马铃薯，在人工可控环境下采用气雾栽培可实现光温水气肥的一体化的控制，大幅度提高马铃薯产量和品质。这种气雾栽培也非常有利于定植与采收。
“实际上，除了马铃薯，很多十字花科作物都是全株可食用的，只要稍加改造使之适应太空环境也能成为优秀的精英作物。”任茂智说。
杨其长介绍，我们所探究的适宜于太空农业需求的作物培育方法，构建可用于太空植物工厂环境下全株可食精英植物的创制途径，未来可为人类探索太空食物供给提供有效的技术手段，同时该技术的综合应用也将会有效促进太空农业、都市农业和乡村农业的发展。
生物多样性提供丰富的基因资源
从地球到太空，有三类太空农场应用场景。首先是微重力的空间站，其次是太阳系内的月球基地和火星基地，再到外太空的类地行星。
这三类环境都需要设计不同的农作物。尤其是太空中已知的与地球接近的行星大约有1000多颗，这些行星上尚未发现植被或其他生命体。“这意味着地球将是宇宙植物的起源中心。”任茂智说。
而且，每一颗类地行星的环境都与地球不同，“兵马未动粮草先行，科学家要提前设计好适应不同需求的植物，先让植物去改造。”任茂智说，这就需要打破学科界限、物种界限和空间界限来进行思考和创新，提出一系列战略性的科学问题。
“地球将成为整个宇宙植物的起源中心、繁殖中心和科研中心、创新中心。”任茂智说。地球上丰富的生物多样性就是为整个宇宙做准备。从珠穆朗玛峰、青藏高原到太平洋大海沟，从北极到南极，从火山口到沙漠，都有植物身影。而那些适应了特殊的地球环境的形形色色的生物将可能为移民太空的农作物提供丰富的基因资源。
杨其长说：“根据已知的环境参数，以及土壤成分，我们可以利用植物工厂模拟空间站和月球等外太空环境，进而开展精英作物改造和遴选的工作，为空间探索提供技术储备。”
“我们的策略旨在为太空农场开发出食用部分更多、营养成分更丰富、产量更高、养分利用更有效的精英作物，对太空作物的设计及高效太空农业系统的构建具有指导性和前瞻性意义，为未来人类深空探测和星际移民提供食物和生存保障。”刘永明说。https://t.cn/A6xhxPD0
人类上太空吃什么？
随着世界人口的不断增长，有限的地球资源面临枯竭的威胁。论文通讯作者、都市所研究员任茂智认为，人类即将进入大航天时代，飞上太空之后吃什么是一个必须认真思考的问题。
携带人造食品不失为一种选择，但任茂智认为，人造食品会受到地域和资源的限制，在陌生的外太空环境中不可持续。而带着合适的种子上太空，则有可能在改造外星环境的同时，也为移民人类提供可持续的食物。
论文共同通讯作者、都市所研究员杨其长认为，随着外太空探索的不断深入，保障宇航员以及星月旅居人员食物保障的供给方式也将会提到议事日程，农业的形态也将由乡村农业和都市农业延伸到太空农业。
任茂智告诉《中国科学报》，进入太空的人类将面临完全不同于地球的生存环境。科学家正在研究农作物如何适应地外空间的特殊环境，这就是太空农业。
“太空食物的首选是植物。”任茂智说，植物是第一生产者，它可以提供人类生存所需要的淀粉、油脂和蛋白质。而且，面对太空中的磁场、辐射、重力等特殊环境，植物的适应性明显高于动物。
例如，在空间站内，重力微弱；在月球上，重力只有地球上的1/6。人类在这种重力环境下，体液不能正常流动。“植物也会受到影响，但植物的弹性很大。”任茂智说。
论文第一作者刘永明介绍，植物在空间站中仍然可以开枝散叶，进行营养生长。但一般很难开花结果，即其生殖生长受到阻碍。
地球上的农作物主要为人类提供淀粉和油脂，而植物蛋白相比动物蛋白不易于人类吸收。
因此，如何改造农作物，使之既能够适应太空环境，又能够为人类提供全面的营养，就成为遴选太空植物的标准。
“在此基础上，我们认识到，全株可食用的作物应当是未来太空农场中首选的农作物。如果根茎叶都可食用的话，不需要等到农作物开花结果，作物长出来一点就能为人类提供食物了。”任茂智说。
过去的太空种植试验往往关注如何让植物开花结果。杨其长说，这是国际上首次提出，以全株可食作为遴选太空作物的标准，完全转变了太空作物研究的思路。
全株可食的农作物
为了寻找易于改造的作物，他们遴选了几百种植物，包括水稻、小麦、玉米、棉花、马铃薯，甚至包括沙漠中常见的骆驼刺。
刘永明说，其中，水稻、小麦、玉米的可食用部分只有种子，茎秆要改造成人类可食的比较困难。骆驼刺虽然耐逆境生存能力很强，可能更加适应地外空间的环境，但它产量低，不可供人类食用，改造难度也很大。
针对太空农业的特殊需求，团队研发的首个“月球微型农场”于2019年1月经嫦娥4号送上月球背面，搭载了中国农业科学院培育的棉花、油菜和马铃薯种子，成功实现了人类首次在月球培育植物幼苗的试验，拉开了农业走向太空的序幕。
随后，该团队将目光投向了传统作物马铃薯。马铃薯生长3个月后就可以结出薯块，薯块或大或小都可食用，而且营养丰富，是一种改造起来比较容易的作物。
任茂智告诉记者，马铃薯的果实和茎叶目前还不能直接食用的主要原因是含有龙葵素这种毒素。假如能培育出不产生龙葵素的马铃薯，那么果实和茎叶都可以食用。而利用基因编辑技术就能实现这一目标。
除此之外，任茂智还想给马铃薯加上不同的特殊基因，产生一些人类在太空中需要的物质。
例如，抗氧化物质虾青素，抗高原反应的红景天苷，人们爱吃的牛肉蛋白，甚至可食用抗体和疫苗，都可以在马铃薯中添加相关基因，作为生物反应器来生产。
杨其长介绍，我们设想中的太空农场应该主要采用无土栽培生产方式，尤其是优先考虑固体基质栽培或气雾栽培。所创制的全株可食精英马铃薯，在人工可控环境下采用气雾栽培可实现光温水气肥的一体化的控制，大幅度提高马铃薯产量和品质。这种气雾栽培也非常有利于定植与采收。
“实际上，除了马铃薯，很多十字花科作物都是全株可食用的，只要稍加改造使之适应太空环境也能成为优秀的精英作物。”任茂智说。
杨其长介绍，我们所探究的适宜于太空农业需求的作物培育方法，构建可用于太空植物工厂环境下全株可食精英植物的创制途径，未来可为人类探索太空食物供给提供有效的技术手段，同时该技术的综合应用也将会有效促进太空农业、都市农业和乡村农业的发展。
生物多样性提供丰富的基因资源
从地球到太空，有三类太空农场应用场景。首先是微重力的空间站，其次是太阳系内的月球基地和火星基地，再到外太空的类地行星。
这三类环境都需要设计不同的农作物。尤其是太空中已知的与地球接近的行星大约有1000多颗，这些行星上尚未发现植被或其他生命体。“这意味着地球将是宇宙植物的起源中心。”任茂智说。
而且，每一颗类地行星的环境都与地球不同，“兵马未动粮草先行，科学家要提前设计好适应不同需求的植物，先让植物去改造。”任茂智说，这就需要打破学科界限、物种界限和空间界限来进行思考和创新，提出一系列战略性的科学问题。
“地球将成为整个宇宙植物的起源中心、繁殖中心和科研中心、创新中心。”任茂智说。地球上丰富的生物多样性就是为整个宇宙做准备。从珠穆朗玛峰、青藏高原到太平洋大海沟，从北极到南极，从火山口到沙漠，都有植物身影。而那些适应了特殊的地球环境的形形色色的生物将可能为移民太空的农作物提供丰富的基因资源。
杨其长说：“根据已知的环境参数，以及土壤成分，我们可以利用植物工厂模拟空间站和月球等外太空环境，进而开展精英作物改造和遴选的工作，为空间探索提供技术储备。”
“我们的策略旨在为太空农场开发出食用部分更多、营养成分更丰富、产量更高、养分利用更有效的精英作物，对太空作物的设计及高效太空农业系统的构建具有指导性和前瞻性意义，为未来人类深空探测和星际移民提供食物和生存保障。”刘永明说。https://t.cn/A6xhxPD0
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