研究團(tuán)隊正致力于開發(fā)“超級矮稈”作物。

前往月球或火星等地的長期太空任務(wù)，需要可靠的新鮮、營養(yǎng)食物來源才能維持生存。目前依賴預(yù)包裝宇航員食品的做法在長期任務(wù)中可能難以為繼。

現(xiàn)在，由意大利航天局（ASI）和三所意大利大學(xué)合作領(lǐng)導(dǎo)的“月球水稻”（Moon-Rice）項目，旨在開發(fā)一種“超級矮稈”水稻品種，特別適合持續(xù)的太空居住以及地球上的極端環(huán)境。

培育矮稈作物的挑戰(zhàn)

太空旅行對人體造成損害，各種研究早已揭示了這一點。為克服對健康的負(fù)面影響，宇航員需要可靠的維生素、抗氧化劑和纖維來源 —— 即新鮮食物。

過去在空間站進(jìn)行的實驗已證明在太空中種植作物的可行性。早些時候，中國宇航員在天宮空間站成功培育了水稻幼苗，這為長期太空任務(wù)的食物種植提供了重要見解。然而，當(dāng)前的挑戰(zhàn)在于開發(fā)在嚴(yán)酷的太空環(huán)境中直接種植食物的能力。

“月球水稻”項目則旨在另辟蹊徑。

意大利航天局的植物生物學(xué)家瑪爾塔·德爾·比安科（Marta Del Bianco）指出了一個關(guān)鍵障礙：現(xiàn)有作物的尺寸。即使是現(xiàn)有的矮稈水稻品種，對于月球或火星前哨站的有限空間來說也過于龐大。該團(tuán)隊正致力于開發(fā)適應(yīng)力強(qiáng)的“超級矮稈”作物。然而，在取得成功之前，仍有一些挑戰(zhàn)需要解決。

研究人員解釋道：“矮稈品種通常來自對一種叫做赤霉素（gibberellin）的植物激素的調(diào)控，這可以降低植株高度，但也會導(dǎo)致種子萌發(fā)困難。它們并非理想的作物，因為在太空中，你不僅要體積小，還必須高產(chǎn)。”

三所大學(xué)的合作

“月球水稻”項目是意大利三所頂尖大學(xué)強(qiáng)有力的合作成果。

每所大學(xué)都貢獻(xiàn)其專長：米蘭大學(xué)專注于水稻遺傳學(xué)，羅馬智慧大學(xué)（Sapienza）研究作物生理調(diào)控，那不勒斯費德里科二世大學(xué)則專攻太空作物生產(chǎn)。

這個為期四年的項目才進(jìn)行了九個月，初步結(jié)果已令人鼓舞。米蘭的研究人員已成功分離出僅生長到10厘米高的突變水稻品種，為培育適合太空環(huán)境的作物提供了絕佳的起點。與此同時，羅馬團(tuán)隊已精確定位了能夠優(yōu)化植株結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)最大產(chǎn)量的基因。

為解決在太空中生產(chǎn)肉類效率低下的問題，該團(tuán)隊還致力于通過提高胚乳與淀粉的比例來增加水稻的蛋白質(zhì)含量。

德爾·比安科博士的個人專長在于理解這些“超級矮稈”水稻植株將如何對微重力的獨特條件作出反應(yīng)。

“我們通過持續(xù)旋轉(zhuǎn)植物來在地球上模擬微重力，這樣植物受到引力的拉扯在各個方向都是均等的。植物的每一面都持續(xù)受到刺激，它無法分辨上下方向，” 德爾·比安科博士說。

“這是在地球上我們能做的最佳方案，因為不幸的是，在真實的微重力條件下（即在太空中）進(jìn)行實驗既復(fù)雜又昂貴，” 研究員補(bǔ)充道。

地球應(yīng)用前景

“月球水稻”項目也可能有助于解決地球上的糧食安全和可持續(xù)農(nóng)業(yè)問題。團(tuán)隊指出，開發(fā)適用于太空的健壯作物，意味著它也能在具有挑戰(zhàn)性的地球環(huán)境中茁壯成長，例如北極、南極、沙漠或狹小的室內(nèi)空間。

該研究于2025年7月9日在比利時安特衛(wèi)普舉行的實驗生物學(xué)學(xué)會（Society for Experimental Biology）年度會議上公布。

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