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植物激素使太空农业成为可能

由于营养稀少,重力不足,在月球或其他星球上种植马铃薯似乎难以想象。但苏黎世大学的植物生物学家已经表明,植物激素独脚金内酯可能使其成为可能。这种激素支持真菌和植物根系之间的共生,从而促进植物的生长 - 即使在太空中具有挑战性的条件下也是如此。

这个想法现在已经被反弹了一段时间 - 不仅仅是美国宇航局等人,还有私人企业家,如杰夫贝索斯和埃隆马斯克:有朝一日建立殖民地,让人们住在月球或其他地方行星。这些愿景以及未来长期人类太空探险的前景,提出了如何可持续地为太空人民提供食物的问题。一个可能的答案是在原地种植作物。然而,与我们的农田相比,月球和其他行星上的土壤的营养成分肯定更低。另一种选择 - 将营养丰富的土壤和肥料运输到太空 - 具有很高的经济和生态成本。

植物真菌共生促进植物生长

在寻找可能的解决方案时,与苏黎世大学的Lorenzo Borghi和卢塞恩应用科学与艺术大学的Marcel Egli合作的研究小组专注于菌根的过程,菌根是真菌和植物根之间的共生关系。在这种共生中,真菌菌丝为植物根部提供额外的水,氮,磷酸盐和来自地面的微量元素。作为回报,他们可以获得植物产生的糖和脂肪。这种共生是由独脚金内酯家族的激素刺激的,大多数植物分泌到根周围的土壤中。菌根化过程可以大大增加植物生长,从而大大提高作物产量 - 特别是在营养成分较低的土壤中。

缺乏重力阻碍了菌根化

在太空中,栽培植物不仅要与低营养土壤相抗衡,还要与微重力条件相抗衡,即几乎没有重力。为了研究这种环境对植物生长的影响,研究人员在模拟的低重力条件下培养了矮牵牛和菌根真菌。矮牵牛为茄科(茄科)的植物提供模式生物,其包括例如西红柿,马铃薯和茄子。

实验表明,微重力阻碍了菌根化,从而减少了矮牵牛从土壤中摄取养分。但是植物激素独脚金内酯可以抵消这种负面影响。尽管存在微重力条件,研究人员用合成的独脚金内酯激素处理的分泌高水平独脚金内酯和真菌的植物能够在低营养土壤中生长。

太空食品生产的最佳实践

研究负责人Lorenzo Borghi总结说:“为了让西红柿和马铃薯等作物在充满挑战的空间条件下生长,必须鼓励菌根的形成。”“这似乎可以使用独脚金内酯激素。因此,我们的研究结果可能为我们在地球上种植的植物类型在太空中的成功培育铺平了道路。”

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