研究者正在收集月壤中的擬南芥 圖片來自Tyler Jones

將實驗中的植物放入管中準備進行基因分析 圖片來自Tyler Jones

　　科學家通過實驗研究了植物在月球上生長的可行性，表明與在地球火山灰中相比，擬南芥植株在月球土壤樣本中的生長速度較慢，并表現出更多應激跡象。這些月壤是阿波羅任務中收集的樣本。作者指出，這些發現表明為了讓植物能在月球土壤中有效生長，對植物和月壤的相互作用還需進一步研究。相關研究結果5月12日發表于《通訊—生物學》。

　　美國佛羅里達大學的Robert Ferl和同事測試了月壤是否能支持植物生命，他們讓擬南芥（一種產于歐洲和非洲的開花植物）在十二個土壤樣本中生長，這些土壤由阿波羅11號、12號和17號月球任務收集。

Anna-Lisa Paul（左）和Rob Ferl（右）正在實驗室中操作月壤 圖片來自Tyler Jones

Rob Ferl正在稱量月壤，這些樣本自阿波羅11號、12號和17號任務帶回后一直封存在試管中。圖片來自Tyler Jones

　　由于每次任務中收集的樣本來自不同土層，阿波羅11號的樣本暴露于月球表面的時間比阿波羅12號和17號樣本更久。研究者檢查了這些植物之間、以及與16份地球火山灰樣本中生長的擬南芥相比是否存在生長和基因表達差異（火山灰的顆粒大小和礦物組成與月球土壤類似）。

　　研究者發現，種子雖然可以在所有土壤環境中生長，但月球土壤中的植物比在火山灰中長得更慢，需要更長時間展葉，有更多生長停滯根。雖有些月壤植株的形狀和顏色與火山灰中生長的類似，但另一些生長受阻，含有發紅的黑色素——這是植物應激的典型跡象。對三株較小顏色較暗淡植物進行的遺傳分析表明它們有超過1000個基因（大多與應激有關）的表達水平與火山灰中植株不同。

到第16天火山灰中的植物（左）和月壤中的植物（右）已經有了明顯的生理差異 圖片來自Tyler Jones

　　此外，研究者發現阿波羅11號采集樣本中生長的植株，長勢弱于阿波羅12號和17號樣本中植株，與火山灰中植株相比表達了更多不同水平的基因。阿波羅11、12和17號收集樣本中的植株分別表達了465、265和113個不同水平的基因。這些基因中71%與鹽分、金屬和含活性氧分子造成的應激有關。

Anna-Lisa Paul在進行精細的植物收取工作，以便進行后續的基因分析。圖片來自Tyler Jones

　　這些發現表明，月壤雖可用于種植，但它支持植物生長的水平不及火山灰——尤其是那些更暴露于月球表面的月壤。研究者推測，宇宙射線和太陽風破壞了月壤，而且這些月壤中含有微小的鐵顆粒，或誘發植物的應激反應，損害其發育。

　　相關論文信息：

　　https：//doi.org/10.1038/s42003-022-03334-8

　　作者：馮麗妃 來源：中國科學報