スペース ガーデン – NASA

NASA が月と火星へのミッションを計画しているとき、課題の 1 つは乗組員に十分な健康的な食事を提供する方法を見つけることです。何か月、場合によっては数年分の食料を宇宙に持ち込むことは現実的ではなく、保存された食品は味や栄養価が失われる可能性があります。宇宙で植物を育てることは、この問題の解決に役立つ 1 つの方法です。宇宙庭園の手入れは乗組員にとって心理的にもプラスの効果があり、植物は酸素の生成や二酸化炭素の削減などのサービスを提供する生命維持システムの一部となり得ます。

現在の調査である Plant Habitat-07 では、植物とそれに関連する微生物群集がさまざまなレベルの水にどのように反応するかを調査しています。この研究では、国際宇宙ステーションでよく育つことがすでに知られている食用作物「アウトレッジャス」レッドロメインレタスを使用している。この調査の結果は、宇宙と地球のさまざまな水条件下で健康な作物を生産する方法を知らせる可能性があります。

宇宙ステーションでの植物に関する複数の研究では、幅広い作物とその栽培方法がテストされています。研究者たちは、レタス、白菜、からし菜、ケール、トマト、大根、唐辛子を宇宙で栽培することに成功しました。ここでは、以前の植物研究の結果の詳細を示します。

Veg-04A および Veg-04B の調査では、宇宙での植物の成長に対する光の質と肥料の影響を調べました。研究者らは、将来の植物育成施設の設計を考慮した光スペクトル（赤と青）の選択を含め、葉物野菜の栽培方法と収穫方法に応じて収量と栄養含有量に違いがあることを発見しました。

APEX-04 は、ターレ クレスの実生における分子変化を研究しました。研究者らは、根の発達に影響を与えることがこれまで知られていなかった2つの遺伝子を含む、植物の根系における特定の遺伝子の発現の違いを発見した。この発見は、将来の長期ミッションでより良く成長するように植物を遺伝子組み換えする方法を特定する可能性がある。

ESA (欧州宇宙機関) と協力して実施された NASA の調査である Plant Signaling では、植物の苗木に対するさまざまな重力レベルの影響が研究され、Plant RNA Regulation では、微小重力下での根と芽の発達に関与する遺伝子発現を比較し、シミュレーションが行われました 1 g （地球の重力）。どちらの調査でも、ヨーロッパのモジュラー栽培システム、つまり 1 を生成する遠心分離機を使用しました。 g 宇宙での部分重力の影響を調べることができます。研究では、光反応に関与する遺伝子など一部の遺伝子の発現が増加し、防御反応など他の遺伝子の発現が減少していることが判明した。これらの発見は、宇宙ベースの植物成長施設の設計に役立つ可能性があります。

オーキシンは、根の成長などのプロセスに影響を与える植物ホルモンです。重力は、これらのホルモンの量と植物内の動きに影響を与えます。 JAXA (宇宙航空研究開発機構) の調査であるオーキシン輸送では、微小重力下でのエンドウ豆とトウモロコシの苗の成長制御におけるオーキシンの役割が調査されました。研究者らは、微小重力がエンドウ豆の苗では成長方向の決定に関与するホルモンの減少を引き起こし、トウモロコシの苗では同じホルモンの増加を引き起こすことを発見した。微小重力が植物ホルモン経路にどのような影響を与えるかを理解できれば、宇宙ベースの植物成長システムの設計を改善できる可能性があります。

地球上の植物の発育は重力の影響を強く受けますが、それが分子レベルでどのように作用するのか正確にはよくわかっていません。 APEX-03-1は、植物の発育に対する微小重力の影響を調査し、これまでの研究と合わせて、宇宙飛行が植物の根の細胞壁の発達に変化を引き起こすことを示しました。強力な細胞壁は根の成長に必要な機械的強度を提供し、この発見は宇宙条件によく適応した植物を開発する方法についての洞察を提供します。

JAXAのレジストチューブでは、植物の重力抵抗のメカニズムも研究されています。研究者らは、微小重力環境で栽培されたターレクレス植物では、植物の成長を制限する可能性があるさまざまな細胞プロセスに関与する化合物であるステロールのレベルが低下していることを発見した。これらの発見は、科学者が微小重力下でより良く成長する植物を遺伝子操作するのに役立つ可能性がある。

メリッサ・ガスキル
国際宇宙ステーション研究コミュニケーションチーム
ジョンソン宇宙センター