玛辐射对工程番茄的影响 生物强化用于太空农业通过形态测量和基于光的指数
Riccardo Pagliarello1,2, Elisabetta Bennici1, Ilaria Di Sarcina3
1Biotechnology Laboratory, Biotechnology and Agro-Industry Division, Department for Sustainability, Casaccia Research Center, Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development (ENEA), Rome, Italy.
Frontiers in plant science
|October 25, 2023
概括
经过基因工程改造的番茄植物具有安东氨酸生物合成,对太空辐射有了更好的抵抗力. 这些工厂在模拟的太空条件下保持了产量和重要的种子生产,为未来的太空任务提供了潜力.
科学领域:
- 太空生物学和天文植物学
- 植物遗传学和育种.
- 辐射生物学 辐射生物学
背景情况:
- 长期太空任务需要宇航员可持续的食物来源.
- 电离辐射 (IR) 对太空中的植物发展和粮食生产构成重大威胁.
- 用抗氧化剂 (如安东素) 进行生物强化可能会增强植物的辐射耐受性.
研究的目的:
- 为了研究模拟空间电离辐射对基因工程番茄植物带有增强的安东素生产的影响.
- 评估富含安东素的植物在太空前哨基地的粮食种植潜力.
- 为了确定适合太空探索的植物观念型.
主要方法:
- 使用了经过工程改造以表达*Petunia hybrid PhAN4*基因的番茄植物 (MicroTom).
- 来自野生类型和工程系 (AN4-M,AN4-P2) 的种子和植物受到马辐射 (0.5,5和30 Gy).
- 在整个生命周期中,对植物的反应进行了非破坏性监测,评估了基于生物识别和光的指数.
主要成果:
- 植物在30 Gy时无法完成种子到种子的循环,但在0.5和5 Gy时幸存下来并产生可行的种子.
- 与野生类型相比,工程AN4-M植物在初级代谢指标中表现出微不足道的变化,并保持或改善了产量特征.
- AN4-M 植物成功合成了安东素,并在辐射下维持了它们的水平,总体位较小.
结论:
- 在模拟的太空辐射下,增强西安素的番茄植物表现得更好.
- 这些发现支持未来的长期太空任务开发耐辐射作物.
- 优化的植物意识形态可以提高在外星环境中的粮食生产能力.
