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2018-11-01利用獨腳金內酯對抗低重力 太空中竟也能種植植物
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【本刊訊】由於外星球的土壤營養成分與地球不同，加上重力上的問題，若要在月球或其他的星球上種植植物，恐難以想像。近期，瑞士蘇黎世大學（University of Zurich）的植物學家表示，一種名為「獨腳金內酯（strigolactone）」的植物激素或許能讓植物順利栽種於外太空及外星環境中，這種激素能夠保持真菌與植物之間的共生關係，即使處於嚴苛的環境中，植物仍然能夠穩定生長。
在外太空栽種植物的想法行之有年，除了NASA外，一些私人太空探索公司也有相同的願景，希望未來有朝一日在其他星球建立殖民地之時，這項技術能夠為太空人解決糧食問題。然而，由於外星球的土壤成分與地球大不相同，甚至有可能當地的土壤營養成分較地球低，因此在當地種植勢必是一大挑戰。當然還有另一種選擇，就是將營養成分豐富的土壤與肥料從地球運送上外太空，但這樣一來將會提高運輸成本。
為解決在外太空種植植物的問題，蘇黎世大學的研究團隊深入探究真菌與植物根部之間的共生關係。在這樣的共生關係中，真菌的菌絲能夠為植物根部提供額外的水分、氮、磷酸鹽及其它養分，而植物也會產生糖分及脂肪作為對真菌的回報。植物與真菌的共生關係是由獨腳金內酯相關的激素產生連結，而對於養分較低的土壤，這樣的互利共生可以增加植物的生長，也因此能夠提升農作物的產量。
除了土壤養分的不足外，在太空之中，植物要面臨另外一項來自「重力」的挑戰。為了研究太空環境對植物的生長影響，研究團隊在模擬低重力的條件下培養矮牽牛及真菌。實驗發現，在低重力的環境之下阻礙真菌的生長，進而減少矮牽牛從土壤所獲取的營養成分，植物與真菌的共生關係會受重力所影響，但獨腳金內酯卻能夠抵銷這種負面影響──即使是在低重力的情況下，獨腳金內酯依舊能夠使矮牽牛在營養成分較低的土壤中成長。
研究人員表示，未來如果要在太空或其他充滿挑戰的星球環境中種植植物，對於促進真菌生長，使植物與真菌保持共生關係是絕對必要的。使用獨腳金內酯是讓植物順利生長非常具有潛力的作法，該項研究對於未來的太空任務設計，勢必有著極大的影響。
新聞來源
Guowei Liu et al., Simulated microgravity and the antagonistic influence of strigolactone on plant nutrient uptake in low nutrient conditions, npj Microgravity, 2018.