Коллекция растений риса, модифицированных с помощью CRISPR-Cas. Источник: Миланский университет (CC BY-NC-ND)
Выращивание свежих продуктов питания в сотнях тысяч километров от Земли — одна из важнейших задач, стоящих перед постоянными базами человека на Луне и Марсе. Но семена риса, идеально подходящего для выращивания за пределами Земли, могут вот-вот прорасти.
Проект «Лунный рис»
Проект «Лунный рис» — это сотрудничество, направленное на создание идеальной продовольственной культуры для выращивания на будущих космических аванпостах. Проект осуществляется при участии Итальянского космического агентства (ИКА), Миланского университета, Римского университета и Университета Неаполя.
«Мы пытаемся решить те же проблемы, с которыми сталкиваемся здесь, на Земле», — говорит биолог растений доктор Марта Дель Бьянко из ИКА.
Питание в космосе
Поскольку космос может негативно влиять на здоровье человека, важно, чтобы у астронавтов было в наличии богатое питательными веществами питание. Однако современные космические исследования во многом зависят от предварительно упакованных блюд, доставляемых во время пополнения запасов. Эти блюда редко содержат свежие ингредиенты.
Препятствия для выращивания культур в космосе
Одним из серьёзных препятствий для выращивания сельскохозяйственных культур в космосе является их размер. Даже такие небольшие сорта, как карликовый рис, всё ещё слишком велики для использования в космосе.
«Нам нужен суперкарлик, но это сопряжено со своими проблемами», — говорит Дель Бьянко.
Хотя учёные могут манипулировать растительным гормоном под названием гиббереллин, чтобы уменьшить высоту растений риса, это может негативно повлиять на прорастание семян и урожайность.
«Они не являются идеальной культурой, потому что в космосе нужно не только быть маленьким, но и продуктивным», — говорит Дель Бьянко.
Цель проекта
Проект изучает различные направления биологии и генетики риса, чтобы разработать идеальную культуру для питания человека во время длительных космических миссий.
«Мы начали этот четырёхлетний проект 9 месяцев назад, так что это ещё в процессе работы, но предварительные результаты, которые у нас есть сейчас, действительно многообещающие», — говорит Дель Бьянко.
Дель Бьянко сосредоточена на микрогравитации и том, как растения риса будут вести себя в этой среде.
«Мы моделируем микрогравитацию на Земле, непрерывно вращая растение, чтобы оно испытывало одинаковое притяжение со всех сторон. Каждая сторона растения постоянно активируется, и оно не понимает, где верх, а где низ», — говорит Дель Бьянко.
Кроме того, исследователи из Миланского университета выявили мутантные сорта риса, которые вырастают всего до 10 см в высоту. Команда из Рима определила гены риса, которые могут максимизировать рост и урожайность.
Дель Бьянко и её команда также стремятся повысить содержание белка в рисе, поскольку производство мяса для длительных миссий будет неэффективным.
Помимо высокой питательной ценности, исследователи надеются, что культура будет полезна и для благополучия.
«Наблюдение за ростом растений и управление ими полезно для человека, и хотя предварительно приготовленная или размятая пища может подойти на короткий период времени, это может стать проблемой для длительных миссий», — говорит Дель Бьянко.
«Если мы сможем создать среду, которая будет физически и морально питать астронавтов, это снизит стресс и уменьшит вероятность ошибок», — добавляет она.
Исследователи надеются, что этот проект принесёт пользу и людям, выращивающим сельскохозяйственные культуры на Земле.
«Если вы сможете разработать устойчивую культуру для космоса, её можно будет использовать на полюсах Арктики и Антарктиды, в пустынях или в местах с ограниченным пространством внутри помещений», — говорит Дель Бьянко.
Предварительные результаты будут представлены на ежегодной конференции Общества экспериментальной биологии в Антверпене, Бельгия, 9 июля.