虽然国内外在太空已进行了多次植物生长试验，但并没有完全阐明其中的机理，特别是植物在微重力条件下开花的调控机制，目前尚未有报道。
天宫二号中的高等植物培养实验正是针对粮食和蔬菜的空间种植问题，选择了典型的粮食植物水稻和绿色高等十字花科模式植物拟南芥为研究对象，利用天宫二号空间实验室中的微重力环境，来研究在太空种植高等植物种植所面临问题，寻求解决办法。
选择这两种植物还有一个考虑：地球上高等植物受光周期诱导开花，分为“长日”和“短日”两种典型的反应途径——拟南芥是一种长日植物，而水稻是一种短日植物。为了搞清楚其中的机理，科学家们构建了绿色荧光标记开花基因的转基因植株，通过实时的可见光和荧光图像技术，可以观察微重力条件下两种植物从种子萌发、幼苗生长到开花发育全过程。科学家们认为，这一实验将为解析微重力条件下高等植物形态建成，为营养生长向生殖生长转变过程的调控机理提供新知识，对植物栽培和品种选育等都有重要意义。
此外，研究中使用的部分拟南芥样品，还将随本次载人航天任务的回收单元返回地球，供科学家们进行后续研究。这将为人类了解空间微重力条件下高等植物种子发育与营养贮藏物质的形成，提供第一手材料。
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