生菜和其他绿叶蔬菜是健康均衡饮食的一部分。即使是执行任务的宇航员。
三年多前，美国国家航空航天局(nasa)将太空种植的生菜列入了国际空间站宇航员的菜单。除了以玉米饼和咖啡粉为主食的太空饮食外，宇航员还可以吃一份沙拉，这种沙拉是从国际空间站的控制室里培育出来的，那里有植物成熟所需的理想温度、水分和光线。
但是有一个问题。国际空间站上有很多致病细菌和真菌。国际空间站上的许多致病微生物都非常具有攻击性，很容易在生菜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感染的生菜，他们就会生病。
美国宇航局和SpaceX等私营公司每年向太空探索投入数十亿美元，一些研究人员担心，国际空间站上爆发的食源性疾病可能会破坏一项任务。
在《科学报告》和《npj微重力》上发表的一项新研究中，特拉华大学的研究人员在模仿国际空间站失重环境的条件下种植了生菜。植物是感知重力的大师，它们用根来寻找重力。在UD种植的植株通过旋转暴露于模拟微重力环境。研究人员发现，在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。
杜克大学植物与土壤科学系的校友诺亚·托茨林(Noah Totsline)说，气孔是植物在叶子和茎上用来呼吸的微小毛孔，当植物感觉到附近的压力源(比如细菌)时，气孔通常会靠近植物，保护植物。托茨林去年12月完成了研究生课程。当研究人员在微重力模拟下向生菜中添加细菌时，他们发现绿叶蔬菜的气孔张开得很大，而不是关闭。
Totsline是这两篇论文的主要作者，他与特拉华生物技术研究所的植物生物学教授Harsh Bais以及微生物食品安全教授Kali Kniel和Chandran Sabanayagam合作。研究小组使用了一种叫做旋转器的装置，以旋转器上烤鸡的速度旋转植物。
Totsline说:“实际上，工厂不知道哪条路是上或下。”“我们有点混淆了它们对重力的反应。”
Totsline说，这并不是真正的微重力，但它确实帮助植物失去了方向感。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和其他明尼苏达大学的研究人员已经证明了一种叫做枯草芽孢杆菌UD1022的辅助细菌在促进植物生长和抵抗病原体或其他压力因素(如干旱)方面的作用。
他们将UD1022添加到地球上可以保护植物免受沙门氏菌侵害的微重力模拟中，认为它可能有助于植物抵御微重力下的沙门氏菌。
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，这可能是因为这种细菌无法触发一种生化反应，迫使植物关闭气孔。
Bais说:“UD1022在模拟微重力下关闭气孔的失败既令人惊讶又有趣，并打开了另一个蠕虫罐头。”“我怀疑UD1022在微重力模拟下否定气孔关闭的能力可能会压倒植物，使植物和UD1022无法相互交流，从而帮助沙门氏菌入侵植物。”
微生物无处不在。这些细菌在我们身上，在动物身上，在我们吃的食物上，在环境中。
因此，自然地，明尼苏达大学微生物食品安全教授Kali Kniel说，无论人类在哪里，细菌病原体都有可能共存。
据美国国家航空航天局称，大约有7人同时在国际空间站生活和工作。
这不是最紧张的环境。大约有六间卧室的房子那么大。但它仍然是细菌肆虐的地方。
克尼尔说:“我们需要为那些现在生活在国际空间站上的人以及未来可能生活在那里的人做好准备，并减少太空中的风险。”“为了制定适当的缓解策略，更好地了解细菌病原体对微重力的反应是很重要的。”
Kniel和Bais在将他们的微生物食品安全和植物生物学学科领域结合起来研究植物上的人类病原体方面有着悠久的历史。
克尼尔说:“为了最好地找到减少绿叶蔬菜和其他农产品污染风险的方法，我们需要更好地了解人类病原体与太空植物之间的相互作用。”“做到这一点的最好方法是采用多学科方法。”
人类可能还需要一段时间才能在月球或火星上生活，但特拉华大学的研究对在外太空同居有一些重大的潜在影响。
根据联合国的一份报告，到2050年地球人口将达到97亿，到2100年将达到104亿。
除此之外，杜克大学植物生物学教授Bais说，世界各地的食品安全和食品安全措施已经达到了顶峰。随着种植粮食的农业用地逐渐减少，“人们很快就会认真考虑替代居住空间，”他说。“这些不再是虚构的了。”
似乎更常见的是，疾病控制和预防中心或美国食品和药物管理局将对地球上的某些生菜发布召回令，告诉人们不要吃它，因为它有感染大肠杆菌或沙门氏菌的风险。
绿叶蔬菜是许多宇航员的首选食物，而且很容易在室内环境中种植，比如国际空间站的水培环境，贝斯说，确保这些绿色蔬菜总是可以安全食用是很重要的。
“你不希望整个任务仅仅因为食品安全爆发而失败，”Bais说。
解决方法:绝育种子和改良基因
那么，如果植物在微重力环境下把气孔开得更大，让细菌很容易进入，那该怎么办呢?
事实证明，答案并没有那么简单。
“从灭菌的种子开始是一种降低植物上微生物风险的方法，”克尼尔说。“但是，微生物可能在太空环境中，可以通过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，以防止它们在太空中把气孔开得更大。他的实验室已经开始在模拟微重力下对不同基因的生菜品种进行评估。
“例如，如果我们发现一个关闭气孔的品种与另一个我们已经测试过的打开气孔的品种相比，那么我们就可以尝试比较这两种不同品种的遗传学，”Bais说。“这将给我们带来很多关于什么在发生变化的问题。”
他们找到的任何答案都有助于防止火箭沙拉未来出现问题。
模拟微重力促进生菜中沙门氏菌的气孔入侵并抑制一种生物防治剂，以及微重力和人类细菌病原体逃避植物先天免疫的研究由NASA-EPSCoR资助。
