植物激素使太空农业成为可能

植物激素使太空农业成为可能

由于缺乏营养和重力弱，在月球或其他星球上种植土豆似乎是不可想象的。但苏黎世大学的植物生物学家表示，植物激素独脚金内酯可能使这成为可能。这种激素支持真菌和植物根系之间的共生关系，从而促进植物的生长——即使是在太空中发现的具有挑战性的条件下。

这个想法已经被反复考虑了一段时间——不仅是NASA之类的公司，还有杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)和埃隆·马斯克(Elon Musk)等私人企业家:他们希望有朝一日能在月球或其他星球上建立殖民地。这样的设想，以及未来人类长期太空探险的前景，提出了如何可持续地为太空中的人们提供食物的问题。一个可能的答案是在原地种植农作物。然而，月球和其他星球上的土壤养分肯定比我们的农田低。另一种方式是将营养丰富的土壤和肥料运送到太空，它的经济和生态成本都很高。

植物真菌共生促进植物生长

在寻找可能的解决方案时，该研究小组与苏黎世大学的洛伦佐·博吉(Lorenzo Borghi)和卢塞恩应用科学与艺术大学的马塞尔·埃格利(Marcel Egli)合作，集中研究了菌根的过程。菌根是真菌与植物根之间的一种共生关系。在这种共生关系中，真菌菌丝为植物根部提供额外的水分、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strigolactone家族的激素刺激的，大多数植物都将这种激素分泌到根部周围的土壤中。菌根化过程可以大大促进植物生长，从而大大提高作物产量，特别是在养分含量低的土壤中。

重力的缺乏阻碍了菌根的形成

在太空中，栽培的植物不仅要对付低营养的土壤，还要对付微重力条件，即几乎为零重力。为了研究这种环境对植物生长的影响，研究人员在模拟低重力条件下培育了矮牵牛和菌根真菌。矮牵牛花为茄科植物(茄科)提供了一个模型生物，茄科植物包括西红柿、土豆和茄子。

实验表明，微重力阻碍了菌根的形成，从而降低了矮牵牛对土壤养分的吸收。但是植物激素strigolactone可以抵消这种负面影响。植物分泌高水平的strigolactone和真菌的研究人员已经处理合成strigolactone激素能够在低营养的土壤,尽管微重力条件下茁壮成长。

太空食品生产的最佳实践

研究负责人Lorenzo Borghi总结道:“为了让西红柿和土豆等农作物在充满挑战的太空条件下生长，有必要鼓励菌根的形成。”“这似乎可以通过施打甲内酯激素来实现。因此，我们的发现可能为我们在地球上种植的植物类型的成功太空栽培铺平道路。