天宫二号高等植物培养箱由上海技物所承担研制，其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”全生命周期培养实验。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，培养箱通过温度、湿度、光照、营养供给调节等功能为种子的生长发育提供环境保障，同时通过相机等测量部件进行“全程直播”，记录图像、温度变化等数据，下传到地面供植物学家开展比对分析。预计1~2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，为植物学家分析研究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。
培养箱结构示意图
特点二：水循环安全高效
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，而液态水不会从透气膜中逸出，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，提高了水的利用率，也避免了水汽可能产生的不良影响，真是高效又安全。
装有植物的生长盒
特点三：为基因信息安装“追踪器”
植物学家用转基因技术给给拟南芥的开花基因做了绿色荧光蛋白基因标记。培养箱内安装了一台微型荧光相机，并集成一个LED荧光激发光源。一切准备就绪，当长日照区的拟南芥开花基因一旦表达，就会被LED光源激发出绿色荧光。荧光相机便可以捕捉到荧光信号，并下传信息。荧光图像能够突出反映特定光谱谱段的荧光信息，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。
图为荧光相机检测拟南芥开花基因（FT）在叶片中表达。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。
