【摘 要】
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空间环境复杂多变,具有强辐射、微重力、变化的磁场和极端的温度等特点。为了保证空间生物实验样品存活并返回,开展地面生命保障实验十分必要。秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）是空间生物学研究的模式动物,同时L1停滞期线虫可以在无食物供给下存活较长时间,当食物供给恢复时,又可发育为成虫并完成整个生命周期,这种特性使线虫在中国空间站辐射暴露平台长期培养成为了可能。为获取线虫在轨搭载
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空间环境复杂多变,具有强辐射、微重力、变化的磁场和极端的温度等特点。为了保证空间生物实验样品存活并返回,开展地面生命保障实验十分必要。秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）是空间生物学研究的模式动物,同时L1停滞期线虫可以在无食物供给下存活较长时间,当食物供给恢复时,又可发育为成虫并完成整个生命周期,这种特性使线虫在中国空间站辐射暴露平台长期培养成为了可能。为获取线虫在轨搭载的生命保障参数,明确了生物相容性、样品加载量、培养温度、环境气压需作为生命保障试验的考察指标,并通过设置成功判据明确生保参数阈值。基于此,本研究进行了如下几方面的实验:野生型L1停滞期线虫的诱导研究,筛选适合空间搭载的突变体线虫并诱导L1停滞期;在标准生物容器中进行生物相容性分析;进行了线虫最适加载量的筛选;进行了短期和长期温度、气压匹配试验;利用60COγ射线对线虫进行照射并在5℃下长期培养,对辐射后的线虫进行转录组测序分析。结果表明,L1停滞期线虫可以在标准生物容器中正常生存,具有相容性。线虫在标准生物容器中的最佳加载量为50000条。野生型L1停滞期线虫在短期极限高温30℃下生存时间为不能超过3 d,常温20℃下可存活30 d,5℃下可存活达3个月;两种突变体L1停滞期线虫在极限高温30℃下也可存活不超过3 d,RB1823线虫在20℃和5℃下都只能存活1个月,而CF1038线虫在20℃和5℃下存活不足1个月。野生型L1停滞期线虫在短期极限高压1.2 atm和极限低压0.6 atm下可以生存,野生型线虫在0.6atm下存活时间不能超过14 d,在0.8 atm下存活30 d;两种突变体L1停滞期线虫在短期极限高压1.2 atm和极限低压0.6 atm下也可以生存,RB1823线虫0.8 atm下存活30d,而CF1038线虫0.8 atm下存活不足30 d。野生型L1停滞期线虫在接受剂量为40.56m Sv的60COγ射线辐射后生存状态良好,辐射后5℃培养发现辐射后的线虫仍可在低温5℃下存活3个月,辐射后线虫RNA质量满足转录组测序要求,线虫氧化应激、氧化还原和代谢等通路相关基因的表达显著变化,以抵抗辐射环境。综上所述野生型L1停滞期线虫最佳在轨环境条件为5℃和1 atm,在此条件下可长期在轨3个月以上,两种突变体L1停滞期线虫不能长期在轨培养。本研究结果将为线虫在空间站舱外暴露平台长期培养及抗逆生物子系统的硬件设计和技术要求输入条件,为探究空间原初辐射环境和微重力等空间极端环境下的生物损伤、遗传变异等问题提供支持。
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