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植物激素於太空農業的未來應用

2018/12/04 @國際

示意圖

植物激素於太空農業的未來應用

  由於世界人口增加、耕地面積減少、氣候變遷加劇與自然資源有限等原因,向外太空發展農業似乎是一種可行的想法;然而,植物已在地球上經過長期演化,早已適應地球的特殊環境。太空中的重力特性和土壤營養皆與地球上有所不同,欲發展農業則需透過科技技術尋求解決之道。

  菌根是一種真菌與植物互利共生的構造,真菌的菌絲比植物的根更細,可幫助植物吸收水分與礦物質,而植物則可供給真菌所需的醣類和脂質,在營養缺乏的環境中,這樣的構造更能幫助植株生長與促進健康。獨腳金內酯(strigolactone, SL)是一種常見的植物激素,在調節植物根與芽之萌發與刺激菌根中菌絲生長具有重要角色。瑞士蘇黎世大學(Universität Zürich)則利用此一特性,測試真菌Rhizophagus irregularis在模擬微重力環境下,於茄科模式植物—矮牽牛(Petunia hybrid)產生的菌根化現象。

  由於真菌體內具有重力感受器,因此微重力條件對菌絲發育具有負面影響。而SL生合成和運輸會受到營養缺乏的條件誘導,而植物中的PDR1基因能夠改變的SL運輸效率。透過模擬得知,在微重力環境下,PDR1基因過度表現的矮牽牛仍然可生成較多的菌根。顯示藉由調控基因表現而誘導植物激素產生,並進一步引導菌根生成,或許有利於茄科植物在太空站或其他星球上生長;未來進行植物太空研究時,或可選擇生成較多SL的植物培養與耕作。【延伸閱讀】農桿菌之應用協助人們了解植物繁衍背後之遺傳機制

   相關研究發表於< Nature Microgravity >

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