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      未來的植物

      2015-09-17 10:14:46未洋
      林業(yè)與生態(tài) 2015年5期
      關(guān)鍵詞:根瘤培育出根瘤菌

      未洋

      遺傳工程是生物學(xué)上一項生機(jī)盎然的創(chuàng)新,有著光輝燦爛的前景,將在各個領(lǐng)域中引起新的變革。

      氮肥是主要的化肥,人們用石油、煤為原料,經(jīng)過十分復(fù)雜的化學(xué)合成,才生產(chǎn)出各種化肥來。然而,在豆科作物中,卻有許多“自辦化肥廠”。在那里的根瘤中,有一種特殊的細(xì)菌——根瘤菌,能夠直接從空氣中吸收氮?dú)?,并把它固定下來,變成氮肥?/p>

      可是,水稻、小麥、玉米、棉花等作物,卻沒有根瘤這種“自辦化肥廠”。人們設(shè)想,如果把根瘤菌的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到水稻、小麥等細(xì)胞里,使這些莊稼也“自辦化肥廠”,這就可以大大節(jié)省化肥了。它成本很低,相當(dāng)于化學(xué)氮肥的二百分之一。現(xiàn)在,人們已經(jīng)把根瘤中的遺傳物質(zhì)提取出來,轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中去,居然大腸桿菌也有了生產(chǎn)氮肥的本領(lǐng)。

      不久前,日本北海道大學(xué)農(nóng)學(xué)部附屬農(nóng)場的新關(guān)稔將大豆的遺傳基因,植入到水稻中,使培育含高蛋白新品種水稻的“細(xì)胞融合”獲得成功。他為了培育出具有高蛋白的水稻,選擇大豆作為雜交對象。同時也考慮到,附著在大豆根部的根瘤菌具有固氮作用,能自然獲得水稻栽培不可缺少的氮肥,從而能節(jié)省大量能源。這項研究已進(jìn)行了多年,在新水稻品種的“細(xì)胞融合”和“分裂(增殖)”上已獲成功,只是在最后的“再生(固化)”階段,還存在著一個問題,如何發(fā)揮大豆根瘤菌固氮作用使氮肥固定在水稻上。

      前蘇聯(lián)科學(xué)院季米里亞席夫植物生理研究所在試管中培育出200多種植物。用細(xì)胞培植植物,不僅可以保存珍貴的植物品種,還可以使人類用工業(yè)生產(chǎn)的辦法去再生某種植物。

      鈴蘭是熱帶森林里的花草,現(xiàn)在,它的細(xì)胞已在試管中貯存起來了,如果需要,任何時候都可以用細(xì)胞培育出整株的花朵來,它已經(jīng)沒有絕種的危險了。民間傳說中有一種神奇的“仙草”,學(xué)名叫狼毒茄,它快絕跡了。不久前,在土庫曼山區(qū)意外地發(fā)現(xiàn)了幾株。就它的綜合療效來說,沒有其他植物可同它媲美?,F(xiàn)在,科學(xué)家用細(xì)胞培育的方法,使這種植物獲得新生。

      科學(xué)家希望建立一個植物庫,以便把地球上所有的各種植物都貯存起來,植物園只能保存很小一部分植物種類。如果用液氮低溫(零下186度)保存細(xì)胞的辦法,來保存植物品種的話,那么,只要一個小小的房間就夠了。

      人們還設(shè)想,如果把蠶體中制造蠶絲的“遺傳信息”的核酸片段,移植到一些繁殖迅速的細(xì)菌中,那么就用不著養(yǎng)蠶取絲,而是用細(xì)菌來生產(chǎn)蠶絲。美國科學(xué)家已經(jīng)利用細(xì)菌“收獲”了第一批“棉花”。

      廣闊的海洋是一個巨大的寶庫。海里蘊(yùn)藏了許多礦物,可是都溶解在海水里,濃度很低。如果人們能創(chuàng)造出濃集某些稀物質(zhì)的生物新品種,那末從海水中提取鈾的理想就可以實(shí)現(xiàn)了。

      海洋生物適于海洋里生活。如果能把某些海洋生物耐鹽的基因分離出來,把它轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物的細(xì)胞里,那些細(xì)胞又能長成完整的植株,那么,它們就成為耐鹽的新品種了。人們也就可以用海水來灌溉了。

      利用遺傳工程,叫細(xì)菌來制造出人們所需要的干擾素、抗菌素、酶等。這方面已經(jīng)有了很大突破。人類患的2000種以上的遺傳病,如米乳糖血癥、糖尿病等,也可以用遺傳工程的方法來治療。癌癥是人類的大敵,人們正在試圖用遺傳工程技術(shù)來征服癌癥。

      遺傳學(xué)家把人工合成的聚腺苷酸,轉(zhuǎn)移到煙草花葉病毒RNA上,然后將這些“雜種分子”引入煙草細(xì)胞,培育出細(xì)胞雜交的植株。有人把正常大麥的DNA引入不能合成食用淀粉的大麥,結(jié)果使它也能合成正常的大麥淀粉。

      總之,遺傳工程好象一個奇異的“魔術(shù)師”,它把不可能的事變成可能,把無用的生物,改造成有用的生物。它的發(fā)展,將會在許多方面創(chuàng)造出驚人的奇跡。

      科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),利用多種帶有巨大能量的射線粒子(如中子射線、微波、激光等)的作用,可以使生物的染色體發(fā)生畸變,從而改變遺傳基因的性質(zhì),使植物發(fā)生突變,培養(yǎng)出各種自然界所罕見的奇花異卉來。endprint

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