You are here

Продовольственная безопасность: семена растений облучают на Международной космической станции (МКС) для изучения их биологии и генетики

,

В течение примерно трех месяцев семена растений, помещенные внутри и за бортом Международной космической станции (МКС), подвергаются воздействию преобладающих в космосе условий — микрогравитации, космической радиации и экстремально низких температур. Среди этих растений семена резуховидки, которая благодаря своим уникальным свойствам широко используется в экспериментах, и богатое питательными веществами зерно сорго, которое используется в производстве продуктов питания, а также кормов и этанола. (Изображение: NASA, Nanoracks)

В течение примерно трех месяцев семена растений, помещенные внутри и за бортом Международной космической станции (МКС), подвергаются воздействию преобладающих в космосе условий — микрогравитации, космической радиации и экстремально низких температур. Среди этих растений семена резуховидки, которая благодаря своим уникальным свойствам широко используется в экспериментах, и богатое питательными веществами зерно сорго, которое используется в производстве продуктов питания, а также кормов и этанола. (Изображение: NASA, Nanoracks)

В рамках этого астроботанического исследования, проводимого МАГАТЭ и Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО) при содействии Совместного центра ФАО/МАГАТЭ по ядерным методам в продовольствии и сельском хозяйстве, проходит изучение воздействия космического излучения на семена сельскохозяйственных культур в целях совершенствования их свойств и выведения сортов, устойчивых к последствиям изменения климата и способствующих повышению глобальной продовольственной безопасности. Главная цель исследования заключается в изучении воздействия суровых условий космоса на эволюционные изменения в семенах, а также способности этих изменений повысить устойчивость растений к постепенно ухудшающимся условиям выращивания на Земле.

«На нас лежит ответственность за изучение ядерных методов, которые могут положительно повлиять на здоровье людей и продовольственное снабжение, — говорит Наджат Мохтар, заместитель Генерального директора МАГАТЭ и руководитель Департамента ядерных наук и применений. — В то время как мир пытается преодолеть проблему адаптации к последствиям изменения климата, нам необходимо ускорить исследования в области селекции растений, чтобы найти подходящие и экономически эффективные решения».

7 ноября 2022 года семена резуховидки и сорго были отправлены на МКС с космодрома Уоллопс, Вирджиния, США, в составе груза миссии CRS2 NG-18.

13 декабря половина семян была перемещена на внешнюю платформу МКС Nanoracks, а другая половина для сравнения осталась внутри МКС, где семена подвергаются воздействию микрогравитации и облучению космической радиацией.

«Инновационные исследования и разработки чрезвычайно необходимы мелким производителям продуктов питания, которые наиболее уязвимы к изменению климата, — говорит заместитель Генерального директора ФАО Мария Элена Семедо. — Все более суровые условия выращивания угрожают производству продовольствия, и мы надеемся, что исследования в космосе помогут изменить ситуацию, способствуя выведению множества устойчивых и питательных сортов сельскохозяйственных культур».

В то время как мир пытается преодолеть проблему адаптации к последствиям изменения климата, нам необходимо ускорить исследования в области селекции растений, чтобы найти подходящие и экономически эффективные решения.
Наджат Мохтар, заместитель Генерального директора МАГАТЭ и руководитель Департамента ядерных наук и применений

Космическое излучение для селекции растений

Спонтанные мутации, возникающие в результате воздействия различных условий окружающей среды, являются катализатором эволюции всех живых организмов. МАГАТЭ и ФАО через посредство своего Совместного центра уже давно оказывают странам поддержку в выведении новых сортов сельскохозяйственных культур с улучшенными свойствами при помощи метода радиационно-индуцированного мутагенеза. Использование этого метода способствует повышению продовольственной безопасности и безопасности питания, а также росту доходов фермеров. 

Семена резуховидки и сорго были выбраны для исследования из-за уже имеющегося банка генетических данных об этих растениях, которые можно использовать для анализа и сравнения. Резуховидка широко изучалась ботаниками и генетиками, а зерно сорго из полузасушливых тропиков во многих развивающихся странах выращивается для употребления в пищу.

Совместный центр ФАО/МАГАТЭ, расположенный в Вене, Австрия, уже почти в течение 60-ти лет содействует исследованиям в области выведения новых сортов сельскохозяйственных культур с использованием радиации. В истории сельского хозяйства естественный отбор и эволюционная, или мутационная, селекция были основными движущими силами одомашнивания сельскохозяйственных культур и селекции растений. Благодаря им происходит генетическая адаптация растений к изменяющимся условиям окружающей среды и совершенствуются свойства сельскохозяйственных культур. На сегодняшний день с помощью радиационно-индуцированной генетической вариативности и мутационной селекции было выведено более 3 400 новых сортов более 210 видов растений, включая многочисленные продовольственные культуры, декоративные растения и деревья, используемые фермерами в 70-ти странах.

База данных МАГАТЭ по мутантным сортам содержит перечень новых сортов, которые добровольно предоставляются странами. Около половины из них переданы Индией, Китаем, Россией и Японией.

Мутантный сорт пшеницы «Луюань 502», выведенный с помощью космического излучения. (Фото: Академия сельскохозяйственных наук Китая)

Ожидается, что семена будут возвращены из космоса в апреле 2023 года. Их прорастят и культивируют в теплицах и лабораториях МАГАТЭ в Зайберсдорфе, управляемых Совместным центром ФАО/МАГАТЭ, и исследуют на предмет структурных вариаций в ДНК и биологических изменений. Эти исследования позволят понять, оказывают ли условия космоса, включая космическое излучение, положительное воздействие на свойства сельскохозяйственных культур и могут ли они потенциально принести пользу людям на Земле. 

Мы на связи

Рассылка новостей