生菜和其他绿叶蔬菜是健康、均衡饮食的一部分，即使对执行任务的宇航员来说也是如此。除了主食面粉玉米饼和咖啡粉之外，宇航员还可以咀嚼沙拉，沙拉是由国际空间站上的控制室培育出来的，控制室根据植物成熟所需的理想温度、水量和光照而培育。

但这中间存在一个问题。国际空间站有很多致病细菌和真菌。国际空间站中的许多致病微生物都具有很强的攻击性，很容易在莴苣和其他植物的组织中定植。一旦人们吃了被大肠杆菌或沙门氏菌侵染的莴苣，就会生病。

美国国家航空航天局（NASA）和太空探索技术公司（SpaceX）等私营公司每年为太空探索投入数十亿美元，一些研究人员担心，国际空间站上爆发食源性疾病可能会导致任务脱轨。

特拉华大学的研究人员在《科学报告》和《npj 微重力》杂志上发表了一项新研究，他们在模仿国际空间站失重环境的条件下种植莴苣。植物是感知重力的高手，它们利用根来寻找重力。特拉华大学种植的植物通过旋转暴露在模拟的微重力环境中。研究人员发现，这些处于人造微重力环境下的植物实际上更容易受到人类病原体沙门氏菌的感染。

UD 植物与土壤科学系校友诺亚-托茨林（Noah Totsline）说，气孔是植物叶片和茎上用来呼吸的微小孔隙，当植物感觉到附近有细菌等压力源时，通常会关闭气孔以保护植物。当研究人员在微重力模拟下向莴苣中添加细菌时，他们发现绿叶菜的气孔不是关闭而是张开了。

Totsline 说："当我们向他们展示似乎是一种压力时，他们仍然保持开放，这确实出乎我们的意料。"

两篇论文的第一作者托特斯莱因与植物生物学教授哈什-拜斯（Harsh Bais）、微生物食品安全教授卡利-克尼尔（Kali Kniel）和特拉华生物技术研究所的钱德兰-萨巴纳亚甘（Chandran Sabanayagam）合作。研究小组使用了一种叫做回转器的设备，以旋转器上烤鸡的速度旋转植物。

"实际上，植物不知道哪个方向是向上或向下，"Totsline 说。"我们有点混淆了它们对重力的反应"。

托特斯莱因说，这并不是真正的微重力，但它能帮助植物失去方向感。最终，研究人员发现，在模拟微重力条件下，沙门氏菌似乎比在地球上的典型条件下更容易侵入叶片组织。

此外，Bais 和其他 UD 研究人员还发现了一种名为 B. subtilis UD1022 的辅助细菌在促进植物生长和提高植物抗病原体或其他压力（如干旱）能力方面的作用。

他们将 UD1022 添加到在地球上可以保护植物免受沙门氏菌侵袭的微重力模拟中，认为它可以帮助植物在微重力环境中抵御沙门氏菌的侵袭。

相反，他们发现这种细菌实际上无法在类似太空的条件下保护植物，这可能是由于这种细菌无法引发迫使植物关闭气孔的生化反应。

Bais说："UD1022在模拟微重力条件下无法关闭气孔，这既令人惊讶，又很有趣，同时还打开了另一扇窗。我猜想，UD1022在模拟微重力下否定气孔关闭的能力可能会使植物不堪重负，使植物和UD1022无法相互交流，从而帮助沙门氏菌入侵植物。"

国际空间站上的食源性病原体

微生物无处不在。这些细菌存在于我们身上、动物身上、我们吃的食物上以及环境中。

因此，UD 微生物食品安全教授卡利-克尼尔（Kali Kniel）自然而然地说，只要有人类的地方，就有细菌病原体共存的可能。

据美国国家航空航天局（NASA）称，每次大约有 7 人在国际空间站生活和工作。这里的环境并不是最严密的--大约有一栋六居室的房子那么大--但仍然是那种细菌可以肆虐的地方。

克尼尔说："我们需要为现在生活在国际空间站上的人和将来可能生活在那里的人做好准备，降低太空风险。必须更好地了解细菌病原体对微重力的反应，以便制定适当的缓解策略"。

这两位研究人员长期以来一直将微生物食品安全和植物生物学这两个学科领域结合起来，研究植物上的人类病原体。

克尼尔说："为了以最佳方式降低与绿叶蔬菜和其他农产品污染有关的风险，我们需要更好地了解人类病原体与在太空中生长的植物之间的相互作用。要做到这一点，最好的办法就是采用多学科方法。"

地球人口不断增长，太空安全食品需求更大

人类要想在月球或火星上生活可能还需要一段时间，但 UD 的研究对外太空居住有很大的潜在影响。根据联合国的一份报告，到 2050 年，地球上的人口将达到 97 亿，到 2100 年将达到 104 亿。此外，加州大学植物生物学教授拜斯说，全世界的食品安全和粮食安全措施已经达到了顶峰。他说："随着种植粮食的农田逐渐减少，人们很快就会认真考虑替代居住空间的问题。"这些不再是虚构的了"。

美国疾病控制和预防中心或美国食品和药物管理局似乎更经常地对地球上的某些莴苣发布召回公告，告诉人们不要食用这种莴苣，因为它有可能感染大肠杆菌或沙门氏菌。

拜斯说，绿叶菜是许多宇航员的首选食物，而且很容易在室内环境（如国际空间站的水培环境）中种植，因此确保这些绿叶菜始终可以安全食用非常重要，谁都不希望仅仅因为食品安全事件而导致整个任务失败。

解决方案：绝育种子和改良基因

那么，如果植物在微重力环境下气孔开得更大，让细菌轻易进入，该怎么办呢？事实证明，答案并没有那么简单。

克尼尔说："从经过消毒的种子开始是降低植物上微生物风险的一种方法。但这样一来，微生物可能会进入太空环境，并以这种方式进入植物体内。"

拜斯说，科学家可能需要调整植物的基因，防止它们在太空中把气孔张得更大。他的实验室已经开始采用具有不同基因的不同莴苣品种，并在模拟微重力条件下对它们进行评估。"举例来说，如果我们发现一种植物的气孔会关闭，而我们已经测试过的另一种植物的气孔会打开，那么我们就可以尝试比较这两种不同栽培品种的基因。这将给我们带来很多问题，让我们知道是什么在改变"。

他们找到的任何答案都有助于防止太空沙拉今后出现问题。

编译自/scitechdaily