在空间站上发现的新细菌物种——可能拥有种植作物的“生物技术上有用的遗传决定因素”

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在国际空间站发现的三种新细菌菌株可能有助于在火星上种植植物

为了在深空任务中承受严酷的太空,在地球以外种植的食物需要一些额外的细菌帮助。现在,国际空间站 (ISS) 上的一项最新发现表明,研究人员可能会帮助制造“燃料”来帮助植物抵御这种压力情况。

将他们的发现发布到 Frontiers in Microbiology , 与 NASA 合作的研究人员描述了在两次连续飞行中从国际空间站的不同位置发现和分离出属于甲基杆菌科的 4 种细菌菌株。

而1株被鉴定为Methylorubrum rhodesianum ,其他 3 个以前未被发现,属于一个新物种。杆状、能运动的细菌被命名为 IF7SW-B2T、IIF1SW-B5 和 IIF4SW-B5,遗传分析表明它们与 Methylobacterium indicum 密切相关 .

甲基杆菌属参与固氮、解磷、耐非生物胁迫、促进植物生长和对植物病原菌的生防活性。

火星任务的潜力

现在,为了纪念著名的印度生物多样性科学家 Ajmal Khan 博士,该团队提议将这种新物种命名为 Methylobacterium ajmalii .

NASA 喷气推进实验室 (JPL) 的 Kasthuri Venkateswaran 博士 (Venkat) 和 Nitin Kumar Singh 博士在评论这一发现时说,这些菌株可能具有“在太空中种植农作物的“生物技术上有用的遗传决定因素”。

然而,需要进一步的实验生物学来证明它确实是太空农业的潜在游戏规则改变者。

他们说:“要在资源匮乏的极端地方种植植物,必须分离出有助于在压力条件下促进植物生长的新型微生物。”

与 JPL 一起,与这一发现合作的其他研究人员位于南加州大学洛杉矶分校。康奈尔大学和印度海得拉巴大学。

根据文卡特和辛格的说法,随着美国国家航空航天局有一天希望将人类带到火星表面——甚至可能更远——美国国家研究委员会十年调查建议航天局将国际空间站用作“调查微生物的试验台”。

“由于我们的团队拥有从极端生态位培养微生物方面的专业知识,因此我们受 NASA 空间生物学计划的委托,对国际空间站进行调查,以了解微生物的存在和持久性,”他们补充道。

“不用说,国际空间站是一个维护得很干净的极端环境。船员安全是第一要务,因此了解人类/植物病原体很重要,但像这种新型 Methylobacterium ajmalii 这样的有益微生物 也需要。”

扩大国际空间站实验室

作为正在进行的监测任务的一部分,国际空间站上的 8 个地点正在监测细菌生长情况,并且在过去 6 年中一直如此。这些样本区域包括工作人员集结的地方或进行实验的地方,例如植物生长室。

迄今为止,虽然已经分析了来自国际空间站的数百个细菌样本,但已经从空间站的其他不同位置收集了大约 1000 个样本,但正在等待返回地球进行检查。

根据 Venkat 和 Singh 的说法,最终目标是绕过这个漫长的过程,并有可能利用为国际空间站开发和演示的分子生物学设备找到新的新菌株。

“我们不需要将样本带回地球进行分析,而是需要一个集成的微生物监测系统,利用分子技术在太空中收集、处理和分析样本,”Venkat 和 Singh 说。

“这种小型化的‘太空组学’技术——一种生物传感器的开发——将帮助 NASA 和其他航天国家实现长期安全和可持续的太空探索。”

参考:“Methylobacterium ajmalii sp。 11 月,与国际空间站隔离”,Swati Bijlani、Nitin K. Singh、V. V. Ramprasad Eedara、Appa Rao Podile、Christopher E. Mason、Clay C. C. Wang 和 Kasthuri Venkateswaran,2021 年 3 月 15 日,微生物学前沿 .
DOI:10.3389/fmicb.2021.639396