Генномодифікований рис пристосували рости у марсіанському ґрунті

Команда науковців продемонструвала, що рис можна виростити у ґрунті, подібному до марсіанського. Вижити у бідному на поживні речовини середовищі рису допомогла модифікація генів, пов'язаних з реакціями на стрес. У майбутньому вчені планують спробувати виростити генномодифікований рис у камері, яка імітуватиме умови на Марсі. Дослідження представили на 54-ій Конференції з місячних та планетарних наук. Коротко про нього на своєму сайті розповідає Університет Арканзасу.

Рис, вирощений у ґрунті з різними пропорціями звичайного субстрату для садівництва та аналогу марсіанського реголіту. Peter James Icalia Gann

Хіба на Марсі щось може рости?

Ідея використання місцевих ресурсів набуває все більшого значення у рамках обговорення можливих подорожей людей на Марс, адже доставка вантажів за межі орбіти Землі вкрай дорога. Втім, Червона планета не дуже багата на ресурси. У великій кількості майбутнім астронавтам будуть доступні лише сонячне світло, вуглекислий газ та реголіт — пухкий шар на поверхні планети з базальтових порід, які піддалися космічному вивітрюванню, ударам мікрометеороїдів тощо. Тому реголіт здебільшого складається з солей, перхлоратів і сульфатів, а погане утримування вологи та майже повна відсутність поживних речовин роблять реголіт непридатним для рослинництва.

Науковці вже вивчали потенціал марсіанського реголіту як будівельного матеріалу, а також пробували зробити реголіт придатнішим для вирощування рослин, додаючи в нього азотофіксувальні бактерії чи вирощуючи люцерну. У своєму дослідженні вчені з Університету Арканзасу випробували інший підхід: замість того, щоб змінювати властивості марсіанського ґрунту, змінили властивості рису, аби допомогти йому вирости у бідному на поживні речовини реголіті.

Як рис виживе у реголіті?

Гени OsSnRK1a та OsTOR кодують сигнальні молекули, які регулюють реакцію рослин рису на стресові для них умови, зокрема нестачу цукрів, засоленість, посуху і недостатню кількість поживних речовин у ґрунті. Тому вчені виростили два сорти рису, у кожному з яких відредагували один із відповідальних за стрес генів, щоб рослина могла зійти в марсіанському реголіті. По три насінини двох видів генномодифікованого рису, а також звичайного дикого рису, вчені посадили у горщики з 5 грамами змодельованого марсіанського реголіту, в які додавали демінералізовану воду.

Як рис почувався у реголіті?

Усі рослини проросли протягом двох днів. І хоча у всіх з них вчені виявили ознаки стресу, такі параметри, як зростання пагонів і коренів, а також вміст хлорофілу в модифікованому рисі були набагато кращими, ніж у звичайного, та навіть порівняні з вирощуванням у звичайному ґрунті. Втім, найкраще себе показав рис, у якому модифікували ген OsSnRK1a.

Звичайний (зліва), з модифікованим геном OsSnRK1a (посередині) і рис, в якому змінили ген OsTOR (зліва), що виріс у звичайному ґрунті (а). А також насінини, які проросли в імітації марсіанського реголіту з різним вмістом солей. Найгірше рис проріс у ґрунті з найвищим вмістом солей (с). Peter James Icalia Gann et al., 2023

Дослідники припускають, що вплив на OsSnRK1a міг змінити механізм реакції рослини на стрес, що полегшило зростання в реголіті. У майбутньому вчені планують виростити рослини у спеціальних камерах, щоб більше наблизити умови вирощування до тих, які можливо забезпечити на Марсі.

Для для того, щоб вчені могли краще зрозуміти, в яких умовах доведеться жити майбутнім астронавтам, на Марс відправили ровер «Персеверанс». Він зібрав на планеті зразки зокрема реголіту, які потім планують доставити на Землю для дослідження.