Космос дает селекционерам особые преимущества

sЛАНТЫ спали На орбите и, таким образом, лишенные удобного направленного притяжения земной гравитации, они обычно изо всех сил пытаются различить верх и низ. Это мешает им переносить воду и питательные вещества вокруг себя. Это также ухудшает их способность извлекать из воздуха углекислый газ, необходимый для фотосинтеза. Стресс от всего этого, по-видимому, увеличивает уровень генетической мутации, из-за которой создается определенное количество излучения, которого много в космосе в виде космических лучей и солнечного потока. А мутации — это кровь селекционеров.

На суше селекционеры провоцируют их, подвергая растения и семена воздействию радиоактивных изотопов, ИксЛисты и так далее. Большинство из них вредны. Но некоторые сорвали джекпот, получив такие характеристики, как засухоустойчивость, устойчивость к фитофторозу или более короткие стебли, которые предпочитают производители, и более сладкий вкус, более яркие цвета или более тонкая кожура, одобренные потребителями. Эти мутации отобраны у их предков путем селекции и добавлены к разновидностям, стоящим миллионы. Таким образом, мутации — важное дело.

Это одна из компаний, которую StarLab Oasis, базирующаяся в Абу-Даби компания, которая в 2021 году выделилась из техасской фирмы под названием Nanoracks, может добиться большего. Как следует из названия компании, план состоит в том, чтобы выполнять эту работу, используя естественное излучение космоса. Его исследователи планируют начать отправку грузов с семенами на Международную космическую станцию ​​(ЯВЛЯЕТСЯ) позже в этом году. Оказавшись там, эти семена будут выращены астронавтами на борту станции и позволят им расти и размножаться.

Последующие поколения семян этого разведения будут возвращены в землю и проращены в теплицах StarLab Oasis. Тогда они будут подвержены болезням, включая засуху, болезнетворные микроорганизмы, плохую почву, чрезмерную жару и всеядные насекомые. А те, кто лучше всех противостоит этим нападениям, родятся, в свою очередь, в надежде, что появится что-то ценное.

Сокращенная версия этого подхода имела некоторый успех, стреляя затравочными лучами в спутники и возвращая их на Землю после периода воздействия космического излучения. Китай заявляет, что провел более 30 таких миссий, и что в результате этих миссий было получено как минимум 200 улучшенных сортов сельскохозяйственных культур. Однако президент StarLab Oasis Аллен Герберт считает, что его компания — первая частная организация, созданная для того, чтобы пойти по этому пути и, в частности, для фактического разведения растений в космосе для этой цели.

Более того, мутации — не единственная компактная среда, которая может заинтересовать ботаников. Сами по себе стрессовые реакции также дают полезную информацию.

Роберт Феррелл и Анна-Лиза Пол — соруководители лаборатории космических растений Университета Флориды в Гейнсвилле, на борту которой уже проводятся эксперименты. ЯВЛЯЕТСЯ. Они изучают, как Arabidopsis thaliana— вид кресс-салата, который в ботанике эквивалентен зоологическим мышам и плодовым мушкам, — отвечает суровым условиям свободного падения в тропиках. Ответ заключается в том, что растения включают некоторые гены, которые обычно остаются бездействующими, в то время как они отключают другие гены, которые обычно активны.

В частности, как обнаружили д-р Феррел, д-р Пол и их коллеги, космические образцы часто отвлекают ресурсы от задач, таких как укрепление жесткости клеточных стенок, которые менее актуальны при отсутствии направленной гравитации. И наоборот, при лучшей попытке определить направление «вверх» они становятся более чувствительными к свету. По словам доктора Болла, растения «достигают своего метаболического инструментария», чтобы справиться с необычным стрессом. При этом они извлекают орудия, которые редко используются на земле, но которые селекционеры могут размножать полезными способами, улучшая газообмен, улучшая рост корней или уменьшая размер стебля.

в ЯВЛЯЕТСЯ Однако это не будет длиться вечно. И Nanoracks замешан в предложении заменить его. Как следует из названия его детища в Абу-Даби, это Starlab, предположительно пилотируемая космическая станция, запланированная группой под руководством Lockheed Martin.

Starlab стремится стать коммерческим предприятием, одним из источников дохода которого является селекция растений. До 2027 года выход на орбиту не планируется, и сроки таких проектов в любом случае всегда оптимистичны. Но если он действительно стал популярным, то идея о том, что один из его блоков может фактически быть аксессуаром для выращивания растений в основном жилом помещении, похожим на зимний сад на полу, дает забавную домашнюю атмосферу. Возможно, команда отдохнет там после тяжелого рабочего дня. ■

Чтобы получать больше удовольствия от расширяющих кругозор научных исследований, подпишитесь на нашу еженедельную рассылку Simply Science.

Эта статья появилась в разделе «Наука и технологии» печатного издания в рубрике «Теплицы в небе».