这种微型水稻植株可能供养首个月球殖民地

现代太空探索在很大程度上依赖于来自地球的食品补给，但这些食品通常是预制膳食，很少包含新鲜食材。为了抵消太空环境对人类健康可能产生的负面影响，拥有富含维生素、抗氧化剂和纤维的可靠食物来源至关重要。

“月球水稻”计划旨在开发一种完美的作物，以维持长期太空任务中的生命，例如在月球或火星上建立永久基地。意大利航天局的植物生物学家玛尔塔·德尔·比安科博士表示：“在太空中生活关键在于资源循环利用和可持续生活。我们正在努力解决与地球上相同的问题。”

德尔·比安科博士解释说，主要挑战之一是当前地球作物的尺寸。即使是许多矮化水稻品种，对于在太空环境下稳定种植而言仍然过于庞大。“我们需要的是超级矮化品种，但这本身也带来了挑战，”她说，“矮化品种通常源于对一种名为赤霉素的植物激素的调控，这可以降低植株高度，但也会给种子萌发带来问题。它们并非理想作物，因为在太空中，植株不仅需要矮小，还必须具有高生产力。”

“月球水稻”计划不仅是意大利航天局的独立项目，还涉及三所意大利大学的合作。德尔·比安科博士指出：“米兰大学在水稻遗传学领域底蕴深厚，罗马‘智慧’大学专长于作物生理学调控，那不勒斯‘费德里科二世’大学在太空作物培育方面拥有卓越传承。我们在九个月前启动了这项为期四年的项目，因此目前仍在进展中，但现有的初步结果确实令人鼓舞。”

“米兰大学的研究人员正在筛选能长至仅10厘米高的突变水稻品种，这些植株极其矮小，是一个绝佳的起点，”德尔·比安科博士说，“与此同时，罗马大学已鉴定出可优化植株结构以最大化产量和生长效率的基因。”此外，由于在资源和空间有限的太空栖息地生产肉类效率过低，德尔·比安科博士及其团队正致力于通过提高富含蛋白质的胚芽与淀粉的比例来增加水稻的蛋白质含量。

德尔·比安科博士个人的研究重点是水稻植株如何应对微重力环境。“我们通过持续旋转植株来模拟地球上的微重力环境，使植株受到全方位的均衡重力牵引。植株的各个面被持续激活，从而无法辨别上下方向，”她解释道，“这是在地球上我们能做的最佳模拟，因为遗憾的是，在真实的微重力条件下（即太空中）进行实验既复杂又昂贵。”

新鲜食物不仅比预制包装的太空膳食更具营养价值，还具有显著的心理益处。“观察并引导植物生长对人类有益。虽然短期内食用预制或糊状食物尚可接受，但在长期任务中可能成为问题，”德尔·比安科博士表示。

太空探索对航天员的体能和心理状态要求极高。“如果我们能创造一个在身心两方面滋养航天员的环境，将有助于减轻压力并降低人为失误的概率。在太空中，失误的最佳后果是经济损失，而最坏后果则是人员丧生，”德尔·比安科博士强调。

“月球水稻”计划不仅有益于太空探索者，对在地球受控环境中种植作物也具有实用价值。“如果能培育出适用于太空的强健作物，那么它同样可应用于北极、南极地区，或沙漠，以及仅有少量室内空间可用的场所，”德尔·比安科博士补充道。

此项研究将于2025年7月9日在比利时安特卫普举行的实验生物学会年会上发布。