Генно-модифицированный рис вырос в аналоге марсианского реголита

Даже в условиях недостатка воды.

Эксперименты по выращиванию растений в аналогах лунного и марсианского реголита необходимы для отработки испольнования технологий in-situ (ISRU, In-Situ Resource Utilization). В частности, для покорения космических объектов необходимо развитие технологий производства биомассы для создания продуктов питания. В таких работах основной упор делается на использование местного грунта, будь то Луны или Марса, так как доставка плодородной почвы с Земли является дорогой и тезнически сложной задачей. Так, в аналогах марсианского и лунного грунтов ученым удалось вырастить такие агрикультурные растения, как картофель, бобовые и салат. 

Группа биологов из Колледжа искусств и наук Уильяма Фулбрайта представила результаты экспериментов по проращиванию риса в имитаторе марсианского реголита MMS1 (Mojave Mars Simulant 1). В них участвовали три вида риса сортов Zhe 733 и Kitaake, два из которых были генетически отредактированы. Для этого ученые внесли мутации в гены белков, которые запускают клеточный рост, если питательные вещества есть, или реакцию стресса, если их нет или мало. Предполагалось, что такие модификации сделают растения более устойчивыми к высокому содержанию солей в почвах, недостатку органических и питательных веществ, а также засухе. 

Для проведения эксперимента ученые взяли небольшие горшки с 5 граммами аналога грунта. В качестве почвы использовался MMS1 с варьируемой долей обычной горшечной почвы, а также MMS1 в который добавлялся перхлорат магния (Mg(ClO4)2) в двух разных концентрациях (0,1 и 0,3 процента), чтобы имитировать наличие перхлоратов, которые находятся в настоящем марсианском грунте. Также, исследователи добавляли дистиллированную воду один или два раза в день. В имитационных условиях днем температура в камере поддерживалась на уровне 33 градусов по Цельсию, а ночью — 23 градуса.

Растения, выращенные в MMS1 без каких-либо примесей, демонстрировали замедленный рост, измененную морфологию корней и более низкую фотосинтетическую активность, чем в случае обычной земной почвы, однако эти показатели улучшались при добавлении обычной почвы. Рост побегов и корней, а также содержание хлорофилла в смесях ММС1 с горшечным грунтом (75, 50 и 25 процентов ММС1) порой был даже сравним с контрольной средой (обычный горшечный грунт). Растения, которые находились в горшках с 0,3-процентной добавкой перхлората магния, не смогли прорасти. В случае марсианского грунта с 0,1-процентной добавкой хлорида магния структуры побега и корня смогли образоваться только у тех растений, у которых был отредактирован белок, отвечающий за реакцию стресса, в то время как у линии с отредактированным клеточным ростом при наличии питательных веществ, побегов и корней не наблюдалось.