月壤種出植物月球種菜指日可待？

近日，一項發(fā)表于《通訊生物》的新研究稱，擬南芥種子在月壤的培育下，首次成功發(fā)芽、生長。這說明，月球種菜，指日可待。

本質(zhì)上，月壤與地球土壤的構(gòu)成成分相似，這也堅定了Rob Ferl教授繼續(xù)“月壤育種”實驗的信念。他來自美國佛羅里達大學食品和農(nóng)業(yè)科學研究所（IFAS），是此次研究的作者。

用于實驗的月壤在阿波羅11號、12號和17號登月任務期間收集。11年間，他與同事共向美國宇航局提出3次申請，最終獲得了12克月壤的實驗使用權(quán)。這也使此次成果倍顯珍貴。

為打造微型的“月球花園”，他將常用于培育細胞的塑料板用作“花盆”。每個花盆都被填入1克月壤，并用營養(yǎng)液潤濕，隨后再添加一些擬南芥種子。

為便于對照，他們還用JSC-1A（一種模擬月壤的地球材料）、模擬火星土壤以及極地地球土壤分別對擬南芥種子進行培育。

結(jié)果出人意料：所有土壤中的擬南芥都發(fā)芽、生長了，包括月壤;而且，種子在月壤和地球土壤中的發(fā)芽速度并無不同。“這說明，月壤并沒有阻斷參與植物發(fā)芽的激素和信號?！毖芯空叻Q。

不過，隨著時間的推移，月壤植物和對照組之間的差距開始顯現(xiàn)——與后者相比，它們生長更為遲緩，“個頭”更小;一些幼苗的根部狀況糟糕、色素沉著，顯然發(fā)育不良。

研究人員認為，月壤中擬南芥的種種癥狀，是它們努力應對環(huán)境壓力的物理表現(xiàn)。

這一點在隨后的遺傳學分析中得到了進一步證實。在擬南芥生長約20天后，研究人員將其割下并研磨，以對比不同土壤中植物的基因表達水平差異。

結(jié)果顯示，月壤植物有1000多個基因的表達水平與其他土壤培育的植物不同，大多與應激相關(guān)。

此外，不同任務采集的月壤，“種菜”效果也不盡相同。其中，脅迫反應（即植物對不利環(huán)境條件做出的應激反應）最嚴重的植物，是用阿波羅11號樣本月壤培育的植物。

11號樣本取自月球的靜海區(qū)域。與取自其他區(qū)域的12號樣本及17號樣本相比，它們暴露于宇宙輻射、太陽風中的時間要長數(shù)十億年，遭受的隕石撞擊次數(shù)也更多，因此也被認定為“更成熟的月壤”。

在以上作用下，成熟月壤的成分發(fā)生改變，富集了金屬鐵的微小顆粒?？茖W家猜測，這些納米相的金屬鐵，就是阻礙擬南芥茁壯成長的“元兇”。也正因如此，“在不太成熟的月壤中培育的植物，長勢更佳”。

這項研究無疑為未來月球農(nóng)業(yè)計劃的實施奠定了基礎(chǔ)。“如果我們需要執(zhí)行歷時更長的太空任務，很可能會在月球建補給基地。若月球存在一方‘沃土’，可供種植，我們將不愁食物供應?！盧ob Ferl教授表示。

◎編譯|陳之涵

◎來源|科技宣傳文化資源庫