著者の所属・活動拠点の国は、アメリカです。

掲載誌：Applied Sciences

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

宇宙飛行や月・火星での長期滞在では、食料をどう確保するかが大きな課題になります。著者らは、地球上の多くの食料システムは宇宙旅行者にも役立つ一方、宇宙飛行の要求を満たせるかどうかはまだ確立されていないと指摘しています。

そこで研究チームは、酸化マグネシウムで表面を覆ったハロイサイトナノチューブ（MgO-HNTs）という材料を用いて、地球の土壌に加え、月や火星を想定した土壌条件で種子の発芽と初期の成長を高められるかを調べました。ハロイサイトは粘土鉱物の一種で、ここではその微細な管状の粒子を使っています。この材料は、電気を利用して物質を表面に析出させる「電着」という方法で作られました。

何をどのように調べたか

まず、走査型電子顕微鏡による観察で、ナノチューブの表面が酸化マグネシウムで覆われたことを確かめました。

次に、エアルームチェリートマトとゴールデントマトの種子を使い、水耕栽培と土壌での栽培で成長実験を行いました。その後、実験を月と火星の表土を模した模擬土壌（レゴリス模擬材）にも広げています。

条件の検討には「応答曲面法」と呼ばれる統計的な手法を用いました。これは、複数の条件を組み合わせて試し、その結果から最もよい組み合わせを探る方法です。研究チームはボックス・ベーンケン計画という実験の組み方に基づき、温度、MgO-HNTsの濃度、光を当てる時間の三つが、さまざまな成長の指標にどう影響するかを評価しました。その結果、処理の効果が最もよく表れる指標として、芽生えの長さと、根の長さをもとにストレスへの耐性を表す指標（RLSI）が特定されました。

主な結果

論文によると、地球の土壌では、温度25℃、1日12時間の光照射、MgO-HNTs濃度100 mg/mLという条件で、根と茎の長さが最も大きく伸びました。

月の模擬土壌では、濃度100 mg/mLで根の成長が最もよく、根の長さ17.7 mm、茎の長さ5.08 mm、RLSI 141.1%、発芽率80%と報告されています。一方、火星の模擬土壌では濃度10 mg/mLで最も良い結果となり、根の長さ12.3 mm、茎の長さ4.28 mm、RLSI 167.9%、発芽率100%でした。

最適な濃度が月と火星で異なった点について、著者らは二つの模擬土壌の物理的・化学的な性質の違いが関係している可能性を挙げています。

この研究が示すこと

著者らは、これらの結果を、MgO-HNTsが地球の土壌と地球外を想定した土壌の両方で植物の初期成長を高めうることを示す予備的な証拠と位置づけています。

同時に、この研究はトマトという一つの作物を対象に、短期間の管理された実験室条件で行われたもので、生理的・生化学的な指標を直接測定してはいません。そのため著者らは、より幅広い農業利用や、現地の資源を活用する取り組み（ISRU）への応用を支えるには、さらなる検証が必要だとしています。月や火星の土での植物栽培に向けた、初期段階の手がかりを示した研究といえます。

原著論文の著者・所属：Zeinab Jabbari Velisdeh（Molecular Science and Nanotechnology, Louisiana Tech University, Ruston, LA 71272, USA）、David K. Mills（OrganicNANO, Monroe, LA 71201, USA）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Zeinab Jabbari Velisdeh, David K. Mills. Can Plants Grow on the Moon and Mars? Enhancing Seed Germination with Electrodeposited Magnesium Oxide-Coated Halloysite Nanotubes Optimized Using Response Surface Methodology for Lunar and Martian Regolith. Applied Sciences 2026-09-08. DOI: 10.3390/app16188914. 原著ライセンス：CC BY.