Upload
others
View
15
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
P L A N T B I O L O G Y & A S T R O B O T A N Y L A B O R AT O R Y, M A H I D O L U N I V E R S I T Y
ความกาวหนางานวจยเพอการทดลองในอวกาศ (National Space Exploration)
“การศกษาไขน าภายใตแรงโนมถวงต าเพอการพฒนาระบบพยง
ชพและผลตอาหารส าหรบกจกรรมส ารวจอวกาศ”
อ. ดร.ทฏพงศ ตลยานนท
ปรญญาตร: วทยาศาสตรบณฑต (พฤกษศาสตร) มหาวทยาลยมหดล
ปรญญาเอก: Doctor of Philosophy (Biological Science)
Virginia Tech, USA
ปจจบน: อาจารยประจ า กลมสาขาวชาชวนวตกรรมฯคณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยมหดลหองปฏบตการ Plant Biology & Astrobotany (SC1-354B) คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยมหดล ศาลายาEmail: [email protected]
โครงการวจย: ผลของสภาพอากาศตอการออกดอกของตนล าไย, การปรบตวของพชในอวกาศเพอผลตอากาศและอาหาร, ผลกระทบของสภาพแรงโนมถวงสงตอการอยรอดของพชแหลงทน: ส านกงานกองทนสนบสนนการวจย, National Space Exploration Program, JSTP, NSTDA
www.kerbalspaceprogram.com
กาวตอไปของมนษยชาต คอการไปอวกาศ
การหมนเวยนทรพยากรทมอยมความส าคญอยางมหาศาล
พชเปนสวนทส าคญทสดในการหมนเวยนคารบอนโดยการใช CO2 และพลงงานแสง
เพอสราง O2 และสารอนทรย
มองถงโลกอนาคต
ขาวใชน าในปรมาณมหาศาลตอพนท
พชหวใชดนเปนวสดปลก
สวนทรบประทานไดของขาวโพดนอยมากตอ
น าหนกตน
NASA, Wikipedia
Weight 8kg
Power requirement 90 WATT
R&D Orbital Technology
First test 2010
First production 2015
Successor Advanced Plant Habitat
โครงการ VEGGIE30 ปทแลว โครงการ Vegetable Production System “VEGGIE” กอตงโดย NASA ส าหรบ ISS
เพอเพมคณภาพของผอยอาศย โดยเปนแหลงอาหารและทพกผอนของนกบน สามารถควบคมความ
เขมแสง ชวงแสง ความเรวลม สงรปไปยงพนโลก ขอมลการทดลองอน ๆ จะถกเกบใน datalogger ท
4°C ส าหรบตนพชและวสดอน ๆ จะถกเกบท -95°C ระหวางการเดนทางกลบสโลก
Size 160 m2
Farming area 58 m2
Multipurpose area 42 m2
Designer Beijing University
Type BLSS
Finished January 2014
www.china.org.cn, www.chinadaily.com, wikipedia
โครงการ YUEGONGระบบของ YUEGONG-1 สามารถบรรจนกวจยได 3-4 คน น าและอากาศหมนเวยนภายในเตมระบบ
โดยผลต O2 จากพช ประกอบดวยธญพช 5 ชนดและผก 15 ชนด มการเลยงแมลงอาหาร โดย 55%
ของอาหารส าหรบนกวจยถกผลตขนภายในระบบ วตถประสงคเพอทดสอบระบบส าหรบ Chinese
Space Station
www.puechkaset.com, www.pantip.com
ไขน า หรอผ า (watermeal) เปนพชลอยน าในสกล Wolffia
พชดอกขนาดเลกทสดในโลก มลกษณะเปนวงรขนาดเลก
มโครงสรางไมซบซอน ไมมราก ล าตน ใบ น าหนกเฉลย 150 μg
มพนทการสงเคราะหดวยแสงตอน าหนกสงมาก เปนพชทเจรญเตบโตเรว
ทสดในโลก พบไดเกอบทวทกมมโลก โดยเฉพาะอยางยง ในเขตอบอนและ
เขตรอน สามารถใชประกอบอาหารได เชน ย า ทอด แกง
ไขน าคออะไร
จดเดนของไขน า
1. วงจรชวตสน
2. ไมใชดนในการเพาะเลยง
3. คณคาทางโภชนาการสง มแปง ไขมน ใยอาหาร และกรดอะมโนจ าเปน
4. สะสมโลหะหนก เปนประโยชนในการบ าบดของเสย
1. ศกษาการปรบตวและตอบสนองของไขน าภายใตสภาพแรงโนมถวง
ต า ทงดานการเจรญเตบโต โครงสราง สรรวทยา การแสดงออกของ
ยน การแสดงออกของโปรตน และการตอบสนองตอความเครยด
2. เพอพฒนาระบบการปลกเลยงไขน าทสามารถท างานไดจรงใน
สภาพแรงโนมถวงต า
PHASE 1
Ground station setup and basic research
Microgravity experiments
PHASE 2 PHASE 3
Further analysisConclusion and application
BIOTEC, NSTDA. School of Bioinnovation, Mahidol U.
PHASE 1 Ground station setup and basic research
Research crew Mechanic crew
• ศกษาขอมลพนฐานของไขน า
• วเคราะหจโนมและโปรตโอม
• ศกษาไขน าภายใตสภาพ microgravity จ าลอง
• ศกษาการปรบตวของพชตอสภาวะเครยดตาง ๆ
• ออกแบบ watermeal microchamber
• ทดสอบระบบดแลพช ระบบไฟ โครงสรางทเกยวของ
• วางระบบเกบและสงขอมลการทดลอง
• วางระบบเชอมตอกบ space station หรอ ดาวเทยม
PHASE 1 Ground station setup and basic research
PHASE 2 Microgravity experiments
Research crew Mechanic crew
• ตดตามและวเคราะหผลการทดลองในอวกาศ แบบ
real-time
• ท าการทดลองควบคบนพนโลก
• Social media
• ตดตามการทดลองและการแกปญหา
• ท าการทดลองควบคบนพนโลก
• ออกแบบอปกรณใหม
PHASE 2 Microgravity experiments
Watermeal Microchamber “DENDRON (tree)”
Lighting system
Watermeal chamber Water and nutrient
control unit
Sensor cluster
Observing system
ผศ.ดร.สนตพร เอมมณ
PHASE 2 Microgravity experiments
CLINOSTAT
SPACE STATION
RECOVERABLE SATELLITE
2019 2020 2021 2022 2023
ระยะเวลาในการทดลอง: โดยประมาณ 15-21 วน
Project conclusion
ปจจยทตองการวเคราะหและเปรยบเทยบ
• อตราการเจรญเตบโต
• อตราการสงเคราะหดวยแสง
• การแสดงออกของยนและโปรตน
• ลกษณะทางกายภาพทเปลยนแปลง
• การปรบตวทางสรรวทยา
• คณคาทางโภชนาการ
• ความสามารถในการดดซบโลหะหนก
• การกลายพนธ
PHASE 3 Further analysis, conclusion and application
Research crew
• วเคราะหและสรปผลการทดลอง
• ออกแบบการทดลองเพมเตม
• Outreach
• ผลงานตพมพ สทธบตร
• Prototype validation
• ศกษาขอผดพลาดของอปกรณ
PHASE 3 Further analysis, conclusion and application
รวบรวมกลมวจยขนในปลายป 2561
โครงการวจยไดเรมขนในปเดยวกน
จดตงหองปฏบตการ Plant Biology & Astrobotany ขนภายใต กลม
สาขาวชาชวนวตกรรม ฯ คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยมหดล
วเคราะหล าดบเบสของทงจโนมเสรจสนแลว ภายใตความรวมมอกบ
หองปฏบตการ High-throughput Rice Genomic and Phenomic
Laboratory (HRGP) ศนยวจยขาวอบลราชธาน
HRGP lab
GISTDA ก าลงพฒนาอปกรณทดลอง codename
“DENDRON”
กลมวจยและ GISTDA ไดยนขอการสนบสนนทนวจยจาก
วช.เพอเรมโครงการวจยเตมตว
โครงการวจยยอยทก าลงด าเนนการอยคอการศกษา
ประสทธภาพของไขน าภายใตสภาวะแรงโนมถวงสงจ าลอง
ทมวศวกร ดแลและพฒนาตนแบบอปกรณและการทดสอบระบบ
Whole genome DNA sequence analysis
รวบรวมไขน าและขยายพนธส าหรบการทดลอง
วเคราะหโปรตนและ proteomics
Computational analysis
Modelling and simulation
Computational analysis
ออกแบบระบบดแลพชและการวเคราะหดวย sensorศกษาผลผลตของไขน าและการออกสสงคม
สรวทยาการปรบตว การเจรญเตบโต และการสงเคราะหดวยแสงศกษาผลกระทบจากแรงโนมถวงต าตอการขยายพนธและการผลตออกซเจนModelling and simulation