加拿大航天局在進階植物實驗中發現了什麼?
研究領域植物生物學遠征 23-24 首席研究員: ● Jean Beaulieu 博士,加拿大自然資源部,加拿大魁北克市,加拿大木材纖維中心,加拿大魁北克市
研究目标進階植物實驗 - 加拿大航天局 2 (APEX-CSA2) 調查檢查了白雲杉 Picea glauca,以了解重力對植物生理學、生長和木材形成遺傳學的影響。地球效益 重力影響樹木生産的木材品質。
根據它們的成分,某些類型的木材不适合特定的工業應用。通過在失重狀态下種植樹木,研究人員确定了參與生産這些不同類型木材的候選基因。這些候選基因用于選擇為不同工業應用生産感興趣木材的樹木。
這些樹木用于加拿大的育種和再造林計劃,旨在提高工業競争力和森林可持續性。太空效益 該實驗使用進階生物研究系統栖息地确定了樹木的最佳生長條件,并為太空環境中更基礎的植物研究以及更好的生物生命支援系統開辟了道路,以維持人類在太空中的存在。
結果 在實驗結束時,收集來自每個測試品系的 3 個小植物的前枝,并固定在 RNA 穩定溶液中。 27 個候選基因和 3 個參考基因的表達水準通過定量實時聚合酶鍊反應 (qRT-PCR) 對在 0 g 和 1 g 下生長的 9 株幼苗進行測定。
雖然将近 20 個基因在微重力條件下顯示出一些上調,但隻有 3 個基因在 0 g 下顯示出具有統計學意義的上調。這 3 個基因的功能與細胞繁殖、發育和應激反應等關鍵過程有關,它們的上調很可能影響微重力下的幼苗生長模式。
對植物組織的進一步分析清楚地表明,與地面植物相比,葉片生長增加,針刺向莖基部的傾斜度較小。在國際空間站環境中,涉及重力傳感的細胞元件也發生了變化。
太空中的拟南芥:高等植物 (AT-SPACE) 的重力感覺、信号轉導和重力響應 研究領域:植物生物學 考察人數:16
首席研究員: ● Alexander Dovzhenko,博士,Albert-Ludwigs-Universität Freiburg , 德國弗萊堡 ● Klause Palme, PhD, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, 德國弗萊堡分子水準的信号轉導通路。
這項綜合研究應揭示控制拟南芥或拟南芥中重力信号轉導級聯的關鍵因素,拟南芥是一種與大豆、棉花、蔬菜和油料作物具有遺傳相關性的植物 結果 AT-Space 樣本的資料分析揭示了許多基因受微重力影響。
基因網絡分析揭示了生長素、脫落酸 (ABA) 和乙烯信号通路之間的激素互相作用在調節微重力時觸發了應激反應,例如滲透壓和水分剝奪,尤其是脂質代謝變化。
生物質生産系統 (BPS) 研究領域:植物生物學 考察:4 首席研究員: ● Robert C. Morrow 博士,威斯康星州麥迪遜市軌道技術公司 研究目标 生物質生産系統 (BPS) 環境控制子系統為植物提供完整的微重力生長環境。
結果可能會導緻在未來的月球或火星探索任務中開發再生生命支援系統。地球效益 随着可用于種植糧食的肥沃土地越來越少,能夠高效生産更多優質作物的替代農業系統變得越來越重要。
來自 BPS 運作的資料可以推進溫室和受控環境農業系統,并幫助農民在狹小空間内使用最佳量的養分生産出更好、更健康的作物。太空效益 在長期的火星任務中維持宇航員所需的食物量會極大地增加航天器的品質和任務的總成本。
一些船員的食物需要來自生物質生産系統中種植的一系列可再生作物。生物質生産系統也可用作水和大氣的過濾系統。植物生長室還可以為遠離家鄉的船員提供令人欣慰的綠色地球提醒。
作者觀點
結果 在硬體 TVT 的 BPS 内啟動了 32 株發芽的白菜植物。白菜植物在國際空間站 (ISS) 上生長了 2 個生長周期。對來自 BPS 的白菜組織進行了一般形态學、種子解剖學和儲存儲備、葉面碳水化合物以及葉綠素和根區缺氧分析的分析。
評估了一些小麥種植的生長、發芽、重量、葉綠素濃度和根系外觀(Morrow 2004)。在為期 73 天的實驗結束時,BPS TVT 總共産生了 8 次收獲、7 次啟動和 300 多株植物的植物組織檔案。