Космонавты смогут скоро выращивать помидоры SPACE
Крошечные растения томатов, разработанные в Калифорнийском университете в Риверсайде, могли однажды накормить астронавтов на Международной космической станции. Растения имеют минимальные листья и стебли, но по-прежнему дают нормальное количество плодов, что делает их потенциально продуктивной культурой для выращивания в любом месте с ограниченными почвенными и природными ресурсами.
Теперь, благодаря гранту финансируемого НАСА Института трансляционных исследований космического здоровья, исследователи UCR доработают помидоры, чтобы сделать их также уникально пригодными для выращивания в космосе . Исследователи называли маленькие растения для космических экспедиций, или SPACE, — технология может быть применена к другим растениям для разработки набора культур для сельского хозяйства на Международной космической станции и будущих космических колониях.
Роберт Джинкерсон, доцент кафедры химической и экологической инженерии в Техническом колледже им. Марлана и Розмари Борнс и Марта Орозко-Карденас, директор Исследовательского центра по трансформации растений в Колледже естественных и сельскохозяйственных наук, будут использовать двухлетний грант в размере 800 000 долларов США продолжать уменьшать размеры миниатюрных растений, разрабатывать их для улучшенного фотосинтеза, выращивать их в контейнере, имитирующем условия на Международной космической станции, анализировать питательную ценность фруктов и проводить вкусовые тесты.
Первоначально Орозко-Карденас использовал технологию редактирования генов CRISPR-Cas9, чтобы уменьшить размер обычных растений томата и уменьшить соотношение листьев и стеблей к плодам.
«В течение нескольких лет я изучал семейство генов, участвующих в репарации ДНК, ранней реакции на стресс, деление клеток, дифференцировку и рост растений. Было очень интересно наблюдать, как одно базовое изменение в одном из генов может иметь такое влияние на рост и развитие растений «, сказала она.
К 2050 году на планете будет девять миллиардов человек, но площадь пахотных земель уменьшается. К тому времени мировое производство продовольствия должно удвоиться, чтобы удовлетворить потребности в продовольствии. Изменение климата еще больше усложняет проблему.
«Моя цель всегда заключалась в том, чтобы выращивать сельскохозяйственные культуры, которые могли бы прокормить растущее население планеты на меньшем количестве сельскохозяйственных угодий», — сказал Орозко-Карденас.
Большинство фруктов и овощей дают больше несъедобных листьев и стеблей, известных как биомасса, чем съедобные фрукты или овощи. Небольшие растения с более съедобными частями, чем биомасса, могут производить большие количества пищи на небольших участках и в помещениях, таких как вертикальные городские фермы. Тем не менее, вертикальные системы земледелия, как правило, выращивают листовую зелень, потому что им трудно поддерживать более крупные плодовые растения, такие как помидоры.
В дополнение к своим небольшим размерам крошечные помидоры UC Riverside минимизируют потребление ресурсов и энергии, производя фрукты быстрее, чем обычные растения.
Черты, которые делают помидоры пригодными для выращивания в вертикальных городских фермах на Земле, с несколькими небольшими изменениями, могут также сделать их пригодными для выращивания на Международной космической станции, где астронавты жаждут свежих фруктов и овощей.
«Когда я впервые увидел эти крошечные помидоры, растущие в лаборатории Марты, я просто знал, что мы должны доставить их на космическую станцию», — сказал Джинкерсон.
Одной из необходимых модификаций является увеличение скорости фотосинтеза, что позволяет растениям вырабатывать кислород и превращать углекислый газ в пищу. Усовершенствованный фотосинтез поможет заменить углекислый газ в воздухе космической станции свежим кислородом, улучшая качество воздуха и устойчивость человеческой жизни в космосе.
Эти подходы к редактированию генов могут также применяться ко многим другим культурам для использования здесь, на Земле, которые могут помочь накормить растущее население, а также приблизить человека на один шаг к постоянным поселениям в космосе.
«Большинство исследований растений уже сфокусировано на оптимизации посевов для выращивания вне полей, что открывает много возможностей для проектирования растений для искусственной среды, например, в космосе или теплицах», — сказал Джинкерсон.
