台灣種子首度上太空!姬蝴蝶蘭、台灣藜、番椒、向日葵十月搭太空船出發

台灣種子今年十月將首度上太空!國家太空中心(NSPO)參與日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的科學計畫,七月底已將四種種子送達日本,四種種子為姬蝴蝶蘭、台灣藜、番椒、向日葵,預計今年九月送達美國,並在今年十月搭乘太空船,前往國際太空站(ISS)。

國內參與計畫、選定種子的有農委會農業試驗所與中興大學農資學院,農試所作物組長楊純明表示,種子會在太空中放置一段時間後回到地球,然後寄回給各國,過程不會拆封,但種子會經歷地球所沒有的環境,例如:無重力狀態及高能量輻射,返回地球後種植,可以觀察如此環境條件下,種子的基因是否誘變,這對於後續植物生理、未來太空種植植物的研究都會有所幫助。

JAXA 人員收到台灣種子後的開箱照(照片來源:國家太空中心臉書粉絲專頁)

9國提供50公克的種子、共計16種植物,今年十月上太空

國際太空站(ISS)為美國、俄羅斯、歐盟及日本等多國合作建造而成,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)擁有一個太空艙(名為Kibo),而日本在1993年發起「亞洲太平洋區域太空機構論壇 (APRSAF)」,串連亞太地區各太空機構,進行各領域的計畫合作,其中一項計畫是推廣太空科學的「Kibo-ABC」,共有13國參與,台灣的太空中心也是其中之一。

未來的太空研究方向上,人類如何在長途太空旅行中種植食物並自給自足,一直是熱門主題,因此JAXA字2011年發起「太空種子亞洲未來(Space Seeds for Asian Future, SSAF)」計畫,讓Kibo-ABC成員機構送種子到 Kibo 太空艙,研究太空環境對植物的影響。

成員機構可自由選擇種子,種量數量不限,唯一限制為總重量不得超過50公克,目前已知有9國參與,共計有16種植物會在今年十月送入國際太空站、來到日本所屬的Kibo太空艙,種子會在太空中停留數個月後回到地球,過程中不拆封,回到地球後歸還給各國進行發芽試驗。

姬蝴蝶蘭、台灣藜、番椒、向日葵十月上太空

國家太空中心臉書貼文表示,各國主要根據兩個原則選種子,一是特有種或具有特殊象徵;另一類是作物。前者如泰國選了國花阿勃勒、澳洲挑了國花金合歡、紐西蘭選了原生種聖誕紅;作物類則如印尼選了芹菜與洋蔥種子、馬來西亞的聖羅勒(泰國稱打拋葉)。

而台灣的國家太空中心,因不具備植物專業,因此和農委會農試所及中興大學農業暨自然資源學院合作,由農試所及中興大學農資學院選定種子、提供種子,並申請出入關檢疫證明,以及後續研究的執行。

農試所及中興大學總共選定四種植物,農試所選擇番椒(甜椒),種子重量為16公克;中興大學則選則姬蝴蝶蘭、台灣藜,以及向日葵,姬蝴蝶蘭種子重量為1公克、台灣藜重量為10公克、向日葵重量為20公克。

姬蝴蝶蘭(照片來源_蘭花的故事)

農試所:礙於美日協定不能選米,選擇變異性大的甜椒

「最想選的是米,但可惜不行。」農試所作物組長楊純明說明,農試所的研究主力為國內糧食作物,原先首選為米,特別是國內水稻品種大宗「台稉9號」及「台農 67 號」,但由於日本和美國有簽協定,協定內容為美日之間不能互相出口任何稻米種子,因此只好忍痛放棄。

農試所選定番椒,番椒可再依其果實內是否含有類辣椒素,分成辣椒與甜椒,送上太空的是甜椒種子,楊純明表示,選擇甜椒一方面是甜椒是國內第二大茄科作物,而甜椒的基因變異性大,「太空的環境是地球所沒有的,這樣的機會很難得,如果去太空基因產生變異,也許回到地球,可以讓品種研究更上一層樓。」

「同一批健康種子我們分成兩份,一份去太空,另一份留在地球。」楊明純表示,去過太空的甜椒種子,返回地球後會做發芽試驗,兩份種子會做對照,研究重點會放在後續生長型態、營養含量,以及生物化學特性。

中興大學:姬蝴蝶蘭、台灣藜為台灣原生種,需要更多研究資料

選定植物中的姬蝴蝶蘭與台灣藜為台灣原生種,其中姬蝴蝶蘭一度被認為已絕種,直到2010年,被屏科大森林系教授葉慶龍和林試所於小蘭嶼再次發現,而姬蝴蝶蘭也是全世界第一個被全基因體解序的蘭科植物,其解序成果也曾登上國際期刊《Nature Genetics》封面文章。

中興大學農藝系教授兼農資院學術秘書楊靜瑩表示,蘭花是台灣花卉產業的主力,姬蝴蝶蘭為台灣原生種蘭花,因其突變紀錄相當少,而突變後染色體變異與植物特徵間的關聯也不清楚,因此選定姬蝴蝶蘭到太空,看看種子是否會誘變,以利後續研究。

另一台灣原生植物─台灣藜,楊靜瑩說明,台灣藜俗稱紅藜,也是原住民傳統作物,雖然應用時間很久了,但相關研究稀少,因此選擇放入計畫中,觀察返回地球後的台灣藜種子,後續發芽、生長、形態特徵、遺傳基因等是否會受影響。

向日葵的選擇,則是因為原定的山櫻花種子也不能輸美而放棄,楊靜瑩說明,向日葵是常見園藝作物,且易於觀察、便於研究,「雖然從包裹後寄到日本、美國,送上太空都不會拆封,但是輻射一樣都會穿透,所以這是難得的機會。」她補充,所有送上太空的種子都是未受污染保有活性的健康種子。

紅藜外殼色彩鮮豔,穀物營養,成為近年熱門作物(攝影/周麗鈞)

登空過程不拆封,回到地球種植,觀察太空環境對植物的影響

這四種種子過往並無輸日紀錄,而種子輸日除了需要一般檢疫證明外,屬於茄科的番椒還要額外附上未感染「馬鈴薯紡錘形塊莖類病毒(PSTVd)」的檢疫證明,這些種子目前已抵達日本,將於九月送至美國,預計今年十月搭上補給物資給太空人的太空船,前往國際太空站(ISS),詳細航次還未確定,預計明年二月回到地球,送回台灣。

雖然過程中不會在太空站上栽種,但對於作物生長的研究來說仍是一次難得的機會,楊靜瑩表示,人類探索太空是趨勢,太空環境條件不比地球,過去已有太空種植植物的研究,這次種子送上太空,讓太空的無重力及高輻射環境使種子誘變,回到地球也可擴充這些植物的基因庫,對後續研究可篩出需要的性狀,以利後續植物生理及其他研究。

 

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