太空莴苣–为远距离太空任务种植营养丰富且安全的农作物

宇航员史蒂夫·斯旺森（Steve Swanson）在2014年6月收获了部分农作物。

营养和安全的农作物将成为膳食补充品，以协助远距离太空飞行。

太空中的宇航员以预先包装的定量口粮（例如水果，坚果，巧克力，虾仁鸡尾酒，花生酱，鸡肉和牛肉）为生。这些食物通常通过加热，冷冻干燥或辐射进行消毒，以使其持久耐用，而美国宇航局（NASA）面临的主要挑战是指出如何在船上种植安全，新鲜的食物。

在《植物科学前沿》的一项新研究中，肯尼迪航天中心的研究员克里斯蒂娜·科达达德博士和合著者报告说，成功地在国际空间上成功种植了沙拉作物-“超凡”品种的红色长叶莴苣站（ISS）。他们表明，太空种植的生菜不含致病的微生物，可以安全食用，并且至少与地球种植的植物一样营养。尽管它是在比地球低的重力和更强的辐射下生长的。

宇航员Scott Kelly和Kjell Lindgren品尝了2014年8月在国际空间站上种植的生菜。

除了饮食上的可喜变化之外，新鲜农产品还可以为宇航员提供额外的钾以及维生素K，B1和C-营养成分，这些营养成分在预包装的日粮中含量较低，并且在长期储存时会降解。此外，种植作物对远程太空任务特别有用，例如即将进行的Artemis-III任务（计划于2024年将人类降落在月球南极），当前的SpaceX计划以及NASA计划的首次载人火星任务在2020年代后期。

“随着NASA朝着更长的任务迈进，在一种安全的，可持续的系统中种植粮食的能力将变得至关重要，这对于船员来说是安全的。沙拉型绿叶蔬菜可以用很少的资源种植和食用，” Khodadad说。

在2014年至2016年之间，国际空间站上的莴苣是通过蔬菜生产系统（昵称为“蔬菜”），配有LED照明灯和浇水系统（专门设计用于在太空中种植作物）的经过表面灭菌的种子种植的。整个蔬菜在Veggie装置中的生长不受干扰，持续了33至56天，直到机组人员吃掉了部分成熟的叶子（没有不良影响！）。其余部分进行深度冷冻，直到运回地球进行化学和生物分析。

2016年11月，宇航员Shane Kimbrough在国际空间站“素食”舱前。

作为对照，科学家们在相同条件下在地球上种植了对照植物，这是有可能的，因为温度，二氧化碳和湿度​​数据已记录在国际空间站上，并在肯尼迪航天中心的实验室中复制了24至48小时。

太空生长的生菜的成分与地球生长的对照组相似，只是在一些（但不是全部）试验中，太空生长的植物组织往往富含钾，钠，磷，硫和锌等元素，以及酚醛树脂中，具有公认的抗病毒，抗癌和抗炎活性的分子。太空和地球生长的生菜也具有相似水平的花青素和其他抗氧化剂，可以保护细胞免受游离的反应性氧自由基的损害。

研究人员还检查了植物上生长的微生物群落。典型的地球上生长的植物藏有一组微生物。这些可能包括专门的，有益的客人，称为“赠礼”（既不会损害也不会有益于其房东），或者是随随便便的同伴。由于这些会影响植物的健康及其作为食物的适用性，因此研究人员使用了下一代DNA测序技术来表征生菜上生长的真菌和细菌群落。

他们确定了叶子上15种最丰富的微生物属和根部20种，发现这些微生物对于空间生菜和地球生菜来说，其持久性和特性是相似的。考虑到国际空间站的独特条件，这种相似性令人惊讶：科学家原本期望这些条件将有利于独特的微生物群落的发展。

重要的是，已知没有一种细菌能引起人类疾病。进一步的测试证实，叶片从未携带任何已知会偶尔污染农作物的危险细菌，例如大肠菌大肠杆菌，沙门氏菌和金黄色葡萄球菌，而其上真菌和霉菌孢子的数量也处于正常水平，适合生产供人类食用。

作者得出的结论是，在太空素食单位中种植的生菜可以安全食用。这些令人鼓舞的结果为在空间站上进行其他营养丰富且美味的农作物的试验打开了大门，以帮助推动宇航员进一步进入太空。

“国际空间站正在作为未来长期任务的试验台，这些类型的作物生长试验正在帮助扩大可以在微重力下有效生长的候选物。未来的测试将研究其他类型的多叶作物以及胡椒和西红柿等小果实，以帮助为宇航员的饮食提供补充的新鲜农产品。肯尼迪航天中心的项目科学家Gioia Massa。

参考：Christina LM Khodadad，Mary E. Hummerick，LaShelle E. Spencer，Anirudha R. Dixit，Jeffrey T. Richards，Matthew W. Romeyn，Trent M. Smith，“国际空间站上种植的莴苣作物的微生物学和营养分析”雷蒙德·惠勒（Raymond M.Wheeler）和乔亚·D·马萨（Gioia D.Massa），2020年3月6日，植物科学前沿。
10.3389 / fpls.2020.00199