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月壤“种菜”长势如何

时间:2022-05-17 08:46:42 | 来源:中国科学报
 图片来源:Tyler Jones

Anna-Lisa Paul(左)和Robert Ferl正在实验室中操作月壤。

科学家通过实验研究了植物在月球上生长的可行性,发现与在地球火山灰中相比,拟南芥植株在月球土壤样本中生长较慢,并表现出更多应激迹象。这些月壤是美国阿波罗任务收集的样本。作者表示,为了让植物在月球土壤中有效生长,还需对植物和月壤的相互作用展开进一步研究。相关成果5月12日发表于《通讯—生物学》。

佛罗里达大学的Robert Ferl和同事测试了月壤是否能支持植物生命。他们让拟南芥(一种产于欧洲和非洲的开花植物)在12个土壤样本中生长,这些土壤由阿波罗11号、12号和17号月球任务收集。

每次任务收集的样本来自不同土层,其中阿波罗11号的样本暴露于月球表面的时间比阿波罗12号和17号样本更久。研究者考察了这些植物之间以及与16份地球火山灰样本中生长的拟南芥相比,是否存在生长和基因表达差异(火山灰的颗粒大小和矿物组成与月球土壤类似)。

研究者发现,种子虽然可以在所有土壤环境中生长,但植物在月球土壤中比在火山灰中长得慢,需要更长时间展叶,有更多生长停滞根。虽然有些月壤植株的形状和颜色与火山灰中生长的类似,但另一些植株生长受阻,含有发红的黑色素——这是植物应激的典型迹象。对3株较小、颜色较暗淡植物进行的遗传分析表明,它们有超过1000个基因(大多与应激有关)的表达水平与火山灰中植株不同。

此外,研究者发现,阿波罗11号收集的样本中的植株,长势弱于阿波罗12号和17号样本中的植株,且与火山灰中的植株相比,表达了更多不同水平的基因。阿波罗11号、12号和17号收集的样本中的植株分别表达了465个、265个和113个不同水平的基因。

这些发现表明,月壤虽可用于种植,但它支持植物生长的水平不及火山灰——尤其是那些暴露于月球表面的月壤。研究者推测,宇宙射线和太阳风破坏了月壤,而且这些月壤中含有微小的铁颗粒,可能诱发植物的应激反应,损害其发育。(冯维维)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s42003-022-03334-8

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