Биология растений в космосе: научные результаты и проблемы

Кордюм, ЕЛ
Косм. наука технол. 2013, 19 ;(4):65–77
https://doi.org/10.15407/knit2013.04.065
Мова публікації: русский
Анотація: 

Рассматриваются современные тенденции исследований в области космической и гравитационной биологии растений в странах, которые есть членами Международной рабочей группы по наукам о жизни в космосе, приводятся примеры оборудования для проведения космических и наземных экспериментов и разрабатываемого оборудования. Подчеркивается, что актуальная идея использования растений как необходимых компонентов биорегенеративных систем жизнеобеспечения космонавтов в длительных междупланетных полетах еще очень далека от практического воплощения, что требует создания космических оранжерей достаточного объема, постановки космических экспериментов для отработки технологий зеленого конвейера на борту космических аппаратов и проведения генетико-селекционных работ с целью получения сортов сельскохозяйственных культур, адаптированных к условиям космического полета.

Ключові слова: биорегенеративные системы, зеленый конвейер, космическая биология
References: 
1. Беркович Ю. А., Кривобок Н. М., Смолянина С. О., Ерохин А. Н.
Космические оранжереи: настоящее и будущее. — М.: Слово, 2005. — 367 с.
  2. Кордюм Є. Л., Чепмен Д. К. Рослини в космосі. — Київ: Академперіодика, 2007. — 215 с.
  3. Левинских М. А., Поликарпов Н. А., Новикова Н. Д. и др. Исследование влияния факторов космического пространства на семена растений в рамках эксперимента «Биориск-МСН-2» // К. Э. Циолковский и проблемы космической медицины и биологии. — Калуга: Гос. музей истории космонавтики им. К. Э. Циолковского, 2010.
  4. Меркис А. И., Лауринавичюс Р. С. Полный цикл индивидуального развития растений Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. на борту орбитальной станции «Салют 7» // Докл. АН СССР. — 1983. — 271. — С. 509 — 512.
  5. Beysens D., Carotenuto L., van Loon J. W. A., Zell M. Laboratory Science with Space Data. — Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2011. — 215 p.
  6. Bingham G. E., Levinskikh M. A., Sytchev V. N., Podolsky I. G. Effects of gravity on plant growth // J. Gravit. Physiol. — 2000. — 7. — P. 5—8.
  7. Brykov V. O., Shugaev A. G., Generozova I. P. Ultrastructure and metabolic activity of pea mitochondria under clinorotation //  Цитология и генетика. — 2012. — 46. — P. 144—149.
  8. Driss-Ecole D., Legue V., Carnero-Diaza E., Perbal G. Gravisensitivity and automorphogenesis of lentil seedling roots grown on board the International Space Station // Physiol. Plantarum. — 2008. — 134. — P. 191—201.
  9. Halstead T. W., Dutcher F. R. Plants in space // Annu. Rev. Plant Physiol. — 1987. — 38. — P. 317 — 345.
10. Johnsson A., Solheim B. G. B., Iversen T.-H. Gravity amplifies and microgravity decreases circumnutations in Arabidopsis thaliana stems: results from a space experiment // New Phytologist. — 2009. — 182. — P. 621—629.
11. Kordyum E. Space biology: research results // Space Research in Ukraine 2006 — 2008. — Kyiv: NSAU, 2008. — P. 81—94.
12.  Kordyum E. Space biology: results of research // Space Research in Ukraine 2008 — 2010. — Kyiv: Akademperiodicа, 2011. — P. 96—104.
13. Kozeko L. Y., Kordyum E. L. The stress protein level under clinorotation in context of the seedling developmental program and the stress response // Microgravity Sci. Techn. — 2006. — 14. — P. 254—256.
14. Kuang A., Popova A., McClure G., Musgrave М. Dynamics of storage reserve deposition during Brassica rapa L. pollen and seed development in microgravity // Int. J. Plant Sci. — 2005. — 166. — P. 85—96.
15. Matia I., Gonzallez-Camacho F., Herranz R. Plant cell proliferation and growth are altered by microgravity conditions in spaceflight // J. Plant Physiol. — 2010. — 167. — P. 184—193.
16. Millar K. D. L., Johnson C. M., Edelmann R. E., Kiss J. Z. An endogenous growth pattern of roots is revealed in seedlings grown in microgravity // Astrobiology. — 2011. — 11. — P. 787—797.
17. Musgrave M. E. Growing plants in space // CAB reviews: perspectives in agriculture, veterinary science, nutrition and natural resources. — 2007. — 2. — P. 1—9.
18. Paul A.-L., Manak M. S., Mayfield J. D., et al. Parabolic flight induces changes in gene expression patterns in Arabidopsis thaliana // Astrobiology. — 2011. — 11. —P. 743—758.
19. Paul A.-L., Zupanska A. K., Ostrow D. T., et al. Spaceflight transcriptomes: Unique responses to a novel environment // Astrobiology. — 2012. — 12. — P. 40—56.
20. Perbal G. From ROOTS to GRAVI-1: Twenty five years for understanding how plants sense gravity // Microgravity Sci. Techn. — 2009. — 21. — P. 3 —10.
21. Plant Biology in Space // ISLSWG Satellite Workshop to the Plant Biology Congress 2012. Program and Abstracts. — Freiburg, 2012. — 30 p.
22. Stutte G. W., Monje O., Goins G. D., Tripathy B. C. Microgravity effects on thylakoid, single leaf, and whole canopy photosynthesis of dwarf wheat // Planta. — 2005. — 223. — P. 46—56.
23. Stutte G. W., Monje O., Hatfield R. D., et al. Microgravity effects on leaf morphology, cell structure, carbon metabolism and mRNA expression of dwarf wheat // Planta. — 2006. — 224. — P. 1038—1049.
24.  Sychev V. N., Levinskikh M. A., Gostimsky S. A., et al. Spaceflight effects on consecutive generations of peas grown onboard the Russian segment of the International Space Station // Acta Astronautica. — 2007. — 60. — P. 426—432.
25. Wang I. I., Zheng H.Q., Wet S., et al. A proteomic approach to analyzing responses of Arabidopsis thaliana callus cells to clinostat rotation // J. Exp. Bot. — 2006. — 57. — P. 827—835.

26. Yano S., Kasahara H., Masuda D., et al. Improvements in and actual performance of the Plant Experiment Unit onboard Kibo, the Japanese experiment module on the international space station // Adv. Space Res. — 2013. — 51. — Р. 780—788.