圖源:論文截圖
隨著人類對太空的探索不斷深入,太空農(nóng)業(yè)、太空食品等領(lǐng)域也引起了廣泛關(guān)注。近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所在《自然—通訊》發(fā)表相關(guān)研究,展望未來用于太空農(nóng)業(yè)植物的生物技術(shù)發(fā)展。
用于太空栽培的理想植物將以盡可能少的投入提供盡可能多的營養(yǎng)物質(zhì)。因此,研究中討論如何利用生物技術(shù),來生產(chǎn)適合人類在太空中食用的馬鈴薯栽培品種。
如果人類要進行長期的太空任務(wù)和殖民化,建立一個有效的太空耕作系統(tǒng),對人類在太空中的生存至關(guān)重要。然而,現(xiàn)有作物的成本效益和產(chǎn)量不足以在太空農(nóng)場中使用。
這項研究提出了一個全身可食和精英植物(WBEEP)戰(zhàn)略,用于改進空間作物。依靠植物生物技術(shù),WBEEP戰(zhàn)略旨在為太空農(nóng)場開發(fā)具有更多可食用部分、更豐富營養(yǎng)成分、更高產(chǎn)量和更高礦物營養(yǎng)利用效率的作物。
馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)被認為是空間農(nóng)業(yè)的首要競爭者之一,因為它具有以下優(yōu)勢。收獲指數(shù)和塊莖產(chǎn)量高,富含碳水化合物的塊莖可以為人類提供大量的能量;園藝和食品加工要求簡單;以及對壓力的耐受力強,在太空飛行期間能夠正常發(fā)育。
更重要的是,馬鈴薯可以通過塊莖進行無性繁殖和通過種子進行有性繁殖。無性繁殖可以確保食物資源的再生和穩(wěn)定的營養(yǎng)價值,而有性繁殖可以保證更高的繁殖系數(shù)和更低的儲存和運輸成本。
然而,在克服與馬鈴薯的高茄堿含量、低產(chǎn)量和養(yǎng)分積累以及低肥料利用效率有關(guān)的固有缺陷之前,馬鈴薯無法在太空中進行有效的栽培。研究中介紹了一種用于馬鈴薯改良的WBEEP戰(zhàn)略,它可能為太空農(nóng)業(yè)創(chuàng)造一種WBEEP-馬鈴薯。
目前國際空間站僅種植生菜和芥末等綠葉蔬菜作為食物,太空農(nóng)業(yè)仍處于起步階段。研究中的WBEEP 方法,有望將更多植物帶入太空農(nóng)場,為未來太空農(nóng)業(yè)研究做出貢獻。
題為Biotechnological development of plants for space agriculture的相關(guān)研究論文發(fā)表在《自然-通訊》上。
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論文原文:
https://www.nature.com/articles/s41467-021-26238-3