生菜和其他綠葉蔬菜是健康、均衡飲食的一部分，即使對執行任務的太空人也是如此。除了主食麵粉玉米餅和咖啡粉之外，太空人還可以咀嚼沙拉，沙拉是由國際太空站上的控制室培育出來的，控制室根據植物成熟所需的理想溫度、水量和光照而培育。

但這中間有一個問題。國際太空站有很多致病細菌和真菌。國際太空站中的許多致病微生物都具有很強的攻擊性，很容易在萵苣和其他植物的組織中定植。一旦人們吃了被大腸桿菌或沙門氏菌感染的萵苣，就會生病。

美國國家航空暨太空總署（NASA）和太空探索技術公司（SpaceX）等私人公司每年為太空探索投入數十億美元，一些研究人員擔心，國際太空站上爆發食源性疾病可能會導致任務脫軌。

特拉華大學的研究人員在《科學報告》和《npj 微重力》雜誌上發表了一項新研究，他們在模仿國際太空站失重環境的條件下種植萵苣。植物是感知重力的高手，它們利用根來尋找重力。特拉華大學種植的植物透過旋轉暴露在模擬的微重力環境中。研究人員發現，這些處於人造微重力環境的植物實際上更容易受到人類病原體沙門氏菌的感染。

UD 植物與土壤科學系校友諾亞-托茨林（Noah Totsline）說，氣孔是植物葉片和莖上用來呼吸的微小孔隙，當植物感覺到附近有細菌等壓力源時，通常會關閉氣孔以保護植物。當研究人員在微重力模擬下在萵苣中添加細菌時，他們發現綠葉菜的氣孔不是關閉而是張開了。

Totsline 說：”當我們向他們展示似乎是一種壓力時，他們仍然保持開放，這確實出乎我們的意料。”

兩篇論文的第一作者托特斯萊因與植物生物學教授哈什-拜斯（Harsh Bais）、微生物食品安全教授卡利-克尼爾（Kali Kniel）和特拉華生物技術研究所的錢德蘭-薩巴納亞甘（Chandran Sabanayagam）合作。研究小組使用了一種稱為迴轉器的設備，以旋轉器上烤雞的速度旋轉植物。

“實際上，植物不知道哪個方向是向上或向下，”Totsline 說。”我們有點混淆了它們對重力的反應”。

托特斯萊因說，這並不是真正的微重力，但它能幫助植物失去方向感。最終，研究人員發現，在模擬微重力條件下，沙門氏菌似乎比在地球上的典型條件下更容易侵入葉片組織。

此外，Bais 和其他UD 研究人員還發現了一種名為B. subtilis UD1022 的輔助細菌在促進植物生長和提高植物抗病原體或其他壓力（如乾旱）能力方面的作用。

他們將UD1022 添加到在地球上可以保護植物免受沙門氏菌侵襲的微重力模擬中，認為它可以幫助植物在微重力環境中抵禦沙門氏菌的侵襲。

相反，他們發現這種細菌實際上無法在類似太空的條件下保護植物，這可能是由於這種細菌無法引發迫使植物關閉氣孔的生化反應。

Bais說：”UD1022在模擬微重力條件下無法關閉氣孔，這既令人驚訝，又很有趣，同時還打開了另一扇窗。我猜想，UD1022在模擬微重力下否定氣孔關閉的能力可能會使植物不堪重負，使植物和UD1022無法相互交流，從而幫助沙門氏菌入侵植物。”

國際太空站上的食源性病原體

微生物無所不在。這些細菌存在於我們身上、動物身上、我們吃的食物上、環境中。

因此，UD 微生物食品安全教授卡利-克尼爾（Kali Kniel）自然而然地說，只要有人類的地方，就有細菌病原體共存的可能。

據美國國家航空暨太空總署（NASA）稱，每次約有7 人在國際太空站生活和工作。這裡的環境並不是最嚴密的–大約有一棟六房的房子那麼大–但仍然是那種細菌可以肆虐的地方。

克尼爾說：『我們需要為現在生活在國際太空站上的人和將來可能住在那裡的人做好準備，降低太空風險。必須更好地了解細菌病原體對微重力的反應，以便制定適當的緩解策略”。

這兩位研究人員長期以來一直將微生物食品安全和植物生物學這兩個學科領域結合起來，研究植物上的人類病原體。

克尼爾說：『為了以最佳方式降低與綠葉蔬菜和其他農產品污染有關的風險，我們需要更好地了解人類病原體與在太空中生長的植物之間的相互作用。要做到這一點，最好的方法就是採用多學科方法。”

地球人口不斷成長，太空安全食品需求更大

人類要想在月球或火星上生活可能還需要一段時間，但UD 的研究對外太空居住有很大的潛在影響。根據聯合國的報告，到2050 年，地球上的人口將達到97 億，到2100 年將達到104 億。此外，加州大學植物生物學教授拜斯說，全世界的食品安全和糧食安全措施已經達到了頂峰。他說：”隨著種植糧食的農田逐漸減少，人們很快就會認真考慮替代居住空間的問題。”這些不再是虛構的了”。

美國疾病管制與預防中心或美國食品藥物管理局似乎更經常對地球上的某些萵苣發布召回公告，告訴人們不要食用這種萵苣，因為它有可能感染大腸桿菌或沙門氏菌。

拜斯說，綠葉菜是許多太空人的首選食物，而且很容易在室內環境（如國際太空站的水耕環境）中種植，因此確保這些綠葉菜始終可以安全食用非常重要，誰都不希望僅僅因為食品安全事件而導致整個任務失敗。

解決方案：絕育種子和改良基因

那麼，如果植物在微重力環境下氣孔開得更大，讓細菌輕易進入，該怎麼辦呢？事實證明，答案並沒有那麼簡單。

克尼爾說：”從經過消毒的種子開始是降低植物上微生物風險的一種方法。但這樣一來，微生物可能會進入太空環境，並以這種方式進入植物體內。”

拜斯說，科學家可能需要調整植物的基因，防止它們在太空中把氣孔張得更大。他的實驗室已經開始採用具有不同基因的不同萵苣品種，並在模擬微重力條件下對它們進行評估。”舉例來說，如果我們發現一種植物的氣孔會關閉，而我們已經測試過的另一種植物的氣孔會打開，那麼我們就可以嘗試比較這兩種不同栽培品種的基因。這將給我們帶來很多問題，讓我們知道是什麼在改變”。

他們找到的任何答案都有助於防止太空沙拉今後出現問題。

編譯自/ scitechdaily