高等绿色植物的培育生长，对氧气的获取、废气的净化以及宇航员食物的获取都十分有助，能够解决航天生命保障系统中自给自足的问题。高等绿色植物在空间微重力、高辐射环境下的生长发育情况与地面不同。对长期高辐射，微重力条件下绿色植物的生长效应国际上已经展开了大量的在轨实验。本次天宫二号空间实验室中配置了一个迷你太空“温室”——高等植物培养箱，它将协助植物学家开展微重力条件下高等植物生长有关机理研究。

天宫二号高等植物培养箱，顾名思义，它的主要任务是培育植物。而此次培养过程与以往不同，它将开展我国首次为期6个月的植物“从种子到种子”全生命周期培养。这个身负重任的微缩版太空温室，有三个与众不同的特点。

特点一：从种子到种子全程直播

植物学家在地面精心挑选水稻和拟南芥的种子作为本次太空旅行的乘客，种子们在休眠状态下乘坐在舒适温暖的“保暖箱”中随着太空实验室进入轨道。科学家们将在地面遥控指挥启动实验过程，种子开始萌发。

在其后的一段时间内，培养箱通过温湿度、照明、二氧化碳调节等功能为种子的生长发育提供环境保障，同时通过相机进行“全程直播”，记录温度、图像变化等数据，下传到地面供植物学家开展比对分析。两个月以后，如果生长顺利，植物便可进入抽苔（穗）开花阶段。高等植物培养箱可实现植物生长发育全过程实时监测，为植物学家充分了解植物在空间微重力环境中响应与适应的本质，提供科学研究的平台保障。

特点二：水循环节能环保

小小的太空“温室”中，生长盒区域是植物生长的空间，由透明材料制成，光源从底部照射，相机从侧面拍摄成像。在生长盒上贴有透气膜，用来保障植物与温室内有一定的气体交换，而水汽不能从透气膜中逸出，以此来保障植物生长过程中所需的水分。在空间微重力环境下，植物生长过程中因蒸腾作用产生的水汽无法凝结回归到土壤，而是附着于生长盒的侧面，还影响成像。为了解决这个问题，科学家们通过增加冷凝区的设计，水汽重新冷凝并导入土壤盒内，实现了太空密闭环境下水的有效循环，真是节能又环保。

特点三：为基因信息安装“追踪器”

上天之前，植物学家用荧光给拟南芥的种子做了特殊“开花”的基因表达标记。培养箱安装了一台微型荧光相机，并集成一个LED荧光激发光源。当长日照区的拟南芥一旦表现出开花的光谱特征，就会立刻被这台荧光相机捕捉并成功下传信息。荧光图像能够突出反映可见光图像中不能提取的特定光谱谱段的信息，为植物学家开展空间植物培养实验提供了一个更为丰富的分析手段。

a和b分别为可见光和荧光相机对同一培养盒中拟南芥植物成像。c示意了培养盒中不同的拟南芥植株，WT为没有绿色荧光蛋白(GFP)标记的普通拟南芥，FTPro::GFP为含有绿色荧光蛋白转基因拟南芥。

青促会会员郑伟波，天宫二号空间高等植物培养箱副主任设计师，负责项目前期论证和载荷研制工作，在本次任务中出色完成了相关工作。