種子在太空中接受輻射以探索生物學和遺傳學以增強糧食安全(20230111)
Shoba Sivasankar，IAEA核科學與應用司
擬南芥的種子因其獨特的特性而常用於基因實驗，高粱是一種營養豐富的穀物，可用於人類食物、動物飼料和乙醇，它們在國際空間站內外曝露了大約三年幾個月到太空中普遍存在的條件，主要是微重力，宇宙輻射和極端低溫的複雜混合物。(圖片：NASA、Nanoracks、IAEA)
去年11月發射到太空的種子現已放置在國際空間站內外，以曝露在全方位的宇宙輻射和太空的極端溫度下。
這項天體植物學調查，是IAEA和聯合國糧食及農業組織(糧農組織)，通過糧農組織/IAEA糧食和農業核技術聯合中心開展的一項工作，旨在探索宇宙輻射對種子的影響，作為正在進行的研究，旨在加強作物品種以抵御氣候變化的影響，並提高全球糧食安全。目的是確定極端溫度和宇宙輻射等惡劣的太空條件，是否會導致種子發生進化變化，進而確定這些變化是否有助於植物在面對越來越困難的生長時，變得更有彈性面對地球上的情況。
隨著世界努力適應氣候變化的後果，我們需要加快植物育種研究，以找到適當且具有成本效益的解決方案。Najat Mokhtar，IAEA副總署長兼核科學與應用司司長
“我們有責任探索能夠對人類健康和食品供應產生積極影響的核技術，”IAEA副總署長兼核科學與應用司司長Najat Mokhtar說。”隨著世界努力適應氣候變化的後果，我們需要加快植物育種研究，以找到適當且具有成本效益的解決方案。
擬南芥和高粱種子於2022年11月7日從位於美國弗吉尼亞州的 NASA Wallops飛行設施發射到太空，作為CRS2 NG-18國際空間站任務的一部分。12月13日，一半的種子被轉移到ISS Nanoracks外部平台。另一半被保存在國際空間站內進行比較，主要曝露在微重力和一定程度的輻射下。
“最易受氣候變化影響的小農糧食生產者迫切需要創新研發，”糧農組織副總署長瑪麗亞·海倫娜·塞梅說。“日益嚴酷的生長條件威脅著糧食生產，我們希望空間科學能夠通過促進富有彈性、營養豐富的作物品種的開發來改變這種情況。”
植物育種中的宇宙輻射
因曝露於不同環境條件而產生的自發突變是所有生物進化的基礎，IAEA和糧農組織長期以來，一直通過糧農組織/IAEA聯合中心，支持各國尋找具有理想性狀的新作物品種：輻射誘變技術，提高糧食和營養安全及農民收入。
Najat Mokhtar，IAEA副總署長兼核科學與應用司司長
“我們有責任探索能夠對人類健康和食品供應產生積極影響的核技術，”IAEA副總署長兼核科學與應用司司長Najat Mokhtar說。”隨著世界努力適應氣候變化的後果，我們需要加快植物育種研究，以找到適當且具有成本效益的解決方案。”
之所以選擇擬南芥和高粱種子進行研究，是因為已經有大量的遺傳知識可供分析和比較。擬南芥已被植物學家和遺傳學家廣泛研究，而高粱是半乾旱熱帶地區的一種作物，許多發展中國家種植這種穀物作為食物。
近60年來，位於奧地利維也納的糧農組織/IAEA聯合中心，一直在加快利用輻射開發新農作物品種的植物育種研究。在植物農業的歷史上，自然選擇或進化育種，也稱為突變育種，一直是作物馴化和植物育種的驅動力。它們負責植物對不斷變化的環境的遺傳適應，並導致作物的改良。迄今為止，已經利用輻射誘發的遺傳變異和突變育種開發了210多個植物物種的3,400多個新品種--包括70個國家農民使用的眾多糧食作物、觀賞植物和樹木。
當種子從太空返回時(目前預計在2023年4月#)，它們將在糧農組織/IAEA聯合中心管理的位於塞伯斯多夫的IAEA溫室和實驗室中，發芽和生長並檢查DNA結構變異和生物效應。這些分析將有助於了解宇宙輻射和太空條件，是否對作物改良具有獨特的有價值的影響，並可能使地球上的人們受益。
#：已於20230415返回地球，請參本期新聞” IAEA/糧農組織計畫中的作物種子從太空返回以幫助養活一個變暖的世界(20230415)”。