现代太空探索严重依赖来自地球的食物补给,但这些食物主要是预制餐,很少包含新鲜食材。为抵消太空环境对人类健康可能产生的负面影响,获得富含维生素、抗氧化剂和膳食纤维的可靠食物来源至关重要。
月球水稻项目旨在开发适用于长期太空生命维持的完美作物,例如在月球或火星建立永久基地时使用。意大利航天局植物生物学家玛尔塔·德尔·比安科表示:"太空生活的核心在于资源循环和可持续生存,我们正在努力解决地球面临的相同问题。"
德尔·比安科博士指出,当前面临的主要挑战是地球作物体型过大。即便是许多矮秆水稻品种,其体型仍过大而难以在太空稳定种植。"我们需要的是超矮秆品种,但这本身也带来挑战,"她解释道,"矮秆品种通常通过调控植物激素赤霉素实现,虽然能降低株高,但会导致种子萌发问题。它们并非理想作物,因为在太空中不仅需要体型小,还必须具备高产性。"
月球水稻项目不仅是意大利航天局的独立研究,还联合了三所意大利大学。"米兰大学在水稻遗传学领域实力雄厚,罗马'智慧'大学专精作物生理调控,那不勒斯'费德里科二世'大学在太空作物种植方面有卓越传承,"德尔·比安科博士介绍,"这个四年期项目九个月前启动,目前进展顺利,初步研究成果令人鼓舞。"
"米兰大学的研究团队正在筛选株高仅10厘米的突变水稻品种,这些微型植株是绝佳起点,"德尔·比安科博士说明,"同时罗马团队已鉴定出能优化植株结构、最大化产量和生长效率的基因。"此外,鉴于肉类生产在资源和空间受限的太空栖息地效率过低,团队正通过提高富含蛋白质的胚芽与淀粉比例来提升水稻蛋白质含量。
德尔·比安科博士个人重点关注水稻如何适应微重力环境。"我们通过持续旋转植株模拟地球上的微重力效应,使植株各方向均匀受重力牵引。植株各侧面持续受力激活,无法辨别上下方向,"她阐述,"这是地球条件下最佳方案,毕竟真实的微重力实验(即在太空开展)既复杂又昂贵。"
新鲜食物不仅比预加工太空餐更有营养,还具有显著心理效益。"观察和培育植物生长有益于人类心理健康。虽然短期任务中预加工或糊状食品尚可接受,但长期任务中可能引发问题,"德尔·比安科博士强调。
太空探索是项高要求工作,需要宇航员保持最佳身心状态。"若能创造滋养宇航员身心的环境,将减轻压力并降低人为失误概率。在太空任务中,失误的最佳后果是经济损失,最糟则是生命代价,"德尔·比安科博士警示道。
月球水稻项目不仅惠及太空探索者,对地球受控环境种植同样具有应用价值。"开发出适用于太空的强健作物后,这些技术可应用于南北极、沙漠地区或室内空间有限的场所,"德尔·比安科博士展望道。
此项研究成果将于2025年7月9日在比利时安特卫普举行的实验生物学学会年会上发布。
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