新发现表明基因编辑水稻可能在火星土壤中存活

安迪·威尔 (Andy Weir) 2011 年的畅销书《火星救援》( The Martian) 讲述了植物学家马克·沃特尼 (Mark Watney) 被困在火星后努力在火星上种植食物的故事。虽然沃特尼最初的努力集中在种植土豆上，但来自亚利桑那大学的一组跨学科研究人员在第 54 届月球和行星科学会议上发表的新研究表明，像沃特尼这样的未来火星植物学家可能有更好的选择：种植水稻。

正如团队摘要中所述， 水稻可以在火星风化层中生长和生存，但可以通过控制与压力相关的基因来克服挑战，在火星上种植食物的最大挑战之一是存在高氯酸盐，已检测到高氯酸盐在地球的土壤中，通常被认为对植物有毒。

该团队能够使用从莫哈韦沙漠开采的富含玄武岩的土壤模拟火星土壤，称为莫哈韦火星模拟物，或 MMS，它是由宇航局和喷气推进实验室的科学家开发的。

然后，这些团队种植了三种水稻品种，包括一种野生型和两种基因编辑品系，这些品系的基因突变使它们能够更好地应对干旱、缺糖或盐度等压力。这些品种是在 MMS 中种植的，还有常规的盆栽混合物和两者的杂交品种。虽然植物能够在火星模拟物中生长，但它们不如在盆栽土壤和混合土壤中生长的植物发达。用盆栽土代替四分之一的火星模拟物可以改善发育。

该团队还对土壤中高氯酸盐的含量进行了实验，发现每公斤 3 克是什么都无法生长的阈值，而突变菌株在每公斤 1 克时仍然可以生根。

他们的发现表明，转基因水稻可能有一条在火星土壤中找到购买点的途径。

下一步将包括试验一种称为火星全球模拟物的新型火星土壤模拟物，以及其他对更高盐浓度具有更高耐受性的水稻品种。该研究的一个重要部分将是确定高氯酸盐从土壤中渗入植物的程度。在更远的地方，研究人员想将大米放入一个封闭的栖息室，并将其放置在一个模拟火星温度和大气的火星模拟室中。

无论人类是否曾在火星上定居，该团队的研究都可以在地球上得到应用。摘要的第二作者阿肯色州空间与行星科学中心的博士后研究员 Abhilash Ramachandran 指出，他与来自土壤高盐度地区的一名澳大利亚研究人员进行了交谈，并将他们的工作视为一种潜在的方法在那里种植粮食。他补充说，“在种子被送往火星之前，我们可以将地球用作陆地模拟物。”

摘要的第一作者、细胞和分子生物学博士生彼得·詹姆斯·甘恩说，当他在学生会喝咖啡时遇到 Ramachandran 时，这个项目就开始了。“他是大学里的新人，我们分享了我们在各自实验室所做的事情。因为他从事行星科学，而我专攻细胞和分子生物学，所以我们决定尝试植物。”

他们的合著者 Yheni Dwiningsih 是植物科学博士后;荣誉学院本科生Dominic Dharwadker;和 Vibha Srivastava，作物、土壤和环境科学系教授，与 U of A System 农业部联合任命。

举例来说，江恩对他与拉玛钱德兰的初次谈话的结果感到满意。“相关和有趣的研究可以从与陌生人边喝咖啡或啤酒边交谈中产生，”他说，然后补充道：“这不是很酷吗?”