研究团队正致力于开发“超级矮秆”作物。

前往月球或火星等地的长期太空任务，需要可靠的新鲜、营养食物来源才能维持生存。目前依赖预包装宇航员食品的做法在长期任务中可能难以为继。

现在，由意大利航天局（ASI）和三所意大利大学合作领导的“月球水稻”（Moon-Rice）项目，旨在开发一种“超级矮秆”水稻品种，特别适合持续的太空居住以及地球上的极端环境。

培育矮秆作物的挑战

太空旅行对人体造成损害，各种研究早已揭示了这一点。为克服对健康的负面影响，宇航员需要可靠的维生素、抗氧化剂和纤维来源 —— 即新鲜食物。

过去在空间站进行的实验已证明在太空中种植作物的可行性。早些时候，中国宇航员在天宫空间站成功培育了水稻幼苗，这为长期太空任务的食物种植提供了重要见解。然而，当前的挑战在于开发在严酷的太空环境中直接种植食物的能力。

“月球水稻”项目则旨在另辟蹊径。

意大利航天局的植物生物学家玛尔塔·德尔·比安科（Marta Del Bianco）指出了一个关键障碍：现有作物的尺寸。即使是现有的矮秆水稻品种，对于月球或火星前哨站的有限空间来说也过于庞大。该团队正致力于开发适应力强的“超级矮秆”作物。然而，在取得成功之前，仍有一些挑战需要解决。

研究人员解释道：“矮秆品种通常来自对一种叫做赤霉素（gibberellin）的植物激素的调控，这可以降低植株高度，但也会导致种子萌发困难。它们并非理想的作物，因为在太空中，你不仅要体积小，还必须高产。”

三所大学的合作

“月球水稻”项目是意大利三所顶尖大学强有力的合作成果。

每所大学都贡献其专长：米兰大学专注于水稻遗传学，罗马智慧大学（Sapienza）研究作物生理调控，那不勒斯费德里科二世大学则专攻太空作物生产。

这个为期四年的项目才进行了九个月，初步结果已令人鼓舞。米兰的研究人员已成功分离出仅生长到10厘米高的突变水稻品种，为培育适合太空环境的作物提供了绝佳的起点。与此同时，罗马团队已精确定位了能够优化植株结构以实现最大产量的基因。

为解决在太空中生产肉类效率低下的问题，该团队还致力于通过提高胚乳与淀粉的比例来增加水稻的蛋白质含量。

德尔·比安科博士的个人专长在于理解这些“超级矮秆”水稻植株将如何对微重力的独特条件作出反应。

“我们通过持续旋转植物来在地球上模拟微重力，这样植物受到引力的拉扯在各个方向都是均等的。植物的每一面都持续受到刺激，它无法分辨上下方向，” 德尔·比安科博士说。

“这是在地球上我们能做的最佳方案，因为不幸的是，在真实的微重力条件下（即在太空中）进行实验既复杂又昂贵，” 研究员补充道。

地球应用前景

“月球水稻”项目也可能有助于解决地球上的粮食安全和可持续农业问题。团队指出，开发适用于太空的健壮作物，意味着它也能在具有挑战性的地球环境中茁壮成长，例如北极、南极、沙漠或狭小的室内空间。

该研究于2025年7月9日在比利时安特卫普举行的实验生物学学会（Society for Experimental Biology）年度会议上公布。