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探秘逆境植物實(shí)驗室
[日期:2010-04-16]  來(lái)源:山東商報  作者:   發(fā)表評論(0)打印



    這是一個(gè)特殊的實(shí)驗室,它的四周由玻璃制成,看起來(lái)好像是一間巨大的溫室,里面擺放著(zhù)各色植物,有的植物因為長(cháng)期未澆水,已經(jīng)變得枯萎,有的植物則被特意種植在鹽堿土壤中,還有的植物則被放置在具有重金屬污染的土壤中。它們所有的生長(cháng)繁殖都被記錄下來(lái),進(jìn)行科學(xué)研究。

  這就是逆境植物實(shí)驗室,用來(lái)觀(guān)察植物的抗逆性,并且進(jìn)行各種轉基因實(shí)驗。近日,記者來(lái)到了山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,對山東省逆境植物重點(diǎn)實(shí)驗室進(jìn)行了探訪(fǎng)。

 



  狗尾巴進(jìn)入溫室

  在山師大生命科學(xué)學(xué)院樓前的空地上,記者見(jiàn)到了已經(jīng)建成一年之久的“山東省逆境植物重點(diǎn)實(shí)驗室”,據生命科學(xué)學(xué)院正在讀博士的侯蕾同學(xué)介紹,這只是逆境植物實(shí)驗室的一部分而已。

  記者走進(jìn)這間實(shí)驗室發(fā)現,里面擺滿(mǎn)了各種植物,有的植物因為缺水,梢已經(jīng)開(kāi)始發(fā)黃枯萎,還有的培養皿中帶有一些白色的結晶顆粒。

  “這些都是實(shí)驗室要用的植物,”侯蕾向記者解釋說(shuō),為了研究植物的抗逆性,實(shí)驗室會(huì )專(zhuān)門(mén)針對不同的植物進(jìn)行模擬生態(tài)繁殖。比如說(shuō)有的植物會(huì )種植在富含鹽堿的土壤中,有的植物則要種植在干旱的土壤中。更讓記者驚訝的是,在溫室的一角,記者居然發(fā)現了大量的狗尾巴草,而它們則是實(shí)驗室進(jìn)行抗逆實(shí)驗的一部分!拔覀兘o予這些狗尾巴草各種惡劣的環(huán)境,觀(guān)察它們對惡劣的環(huán)境所產(chǎn)生的應變反應!

  除了進(jìn)行模擬自然條件下惡劣的生長(cháng)環(huán)境外,實(shí)驗室的工作人員跟教授們還在進(jìn)行著(zhù)各種嘗試,比如通過(guò)各種特殊的燈光模擬紫外線(xiàn)對植物進(jìn)行光照,考察植物的反應;或者是可以降低或提升溫度,觀(guān)察植物的生長(cháng)變化等等!笆聦(shí)上所謂的逆境實(shí)驗室,就是給植物極其惡劣的生存環(huán)境,逼迫促使它們在生長(cháng)中對這些環(huán)境產(chǎn)生應對能力!焙罾俑嬖V記者說(shuō),對于植物來(lái)說(shuō),當它們遭遇到嚴酷的逆境時(shí),往往會(huì )產(chǎn)生一些意想不到的突變:“不可能每一株植物都會(huì )產(chǎn)生基因的突變,但是總會(huì )有一小部分的植物能夠適應突變的環(huán)境,生存下去!比绻猛ㄋ椎脑(huà)說(shuō),就是人為的促進(jìn)植物進(jìn)行進(jìn)化。

  未來(lái)用海水種植水稻?

  那么逆境植物實(shí)驗室將為科學(xué)家們提供什么樣的幫助呢?或許我們可以從山師大的博士生導師張慧所描述的場(chǎng)景里窺得一二。

  “我們都知道現在地球的淡水資源在減少,那么將來(lái)淡水不夠用了怎么辦?我們可以用海水來(lái)灌溉農田!睆埢巯蛴浾呙枋隽诉@樣一種情況:在未來(lái)的數年間,我國沿海各省將會(huì )在海邊修建大量的水利工程,蔚藍色的海水被引入內陸地區,經(jīng)過(guò)河道或者專(zhuān)用的管道,然后送到水稻田中進(jìn)行大面積的灌溉。

  這些生活在蔚藍色海水中的水稻,像普通的水稻一樣生長(cháng),發(fā)芽,最后結果,然后被收割機收割,最終送上我們的餐桌;而困擾我們的干旱和沙漠也得到了有效的治理,一株株特殊的植物開(kāi)始在干旱的沙漠中快速生長(cháng),原本漫天的黃沙變成了綠洲;原本懼怕低溫的農作物開(kāi)始在北方不斷的生長(cháng)發(fā)育,威脅到我們身體的重金屬污染也因為一些特殊植物的出現而被分解消化。

  “這么說(shuō)可能大家覺(jué)得是在癡人說(shuō)夢(mèng),但是對于我們這些研究植物抗逆性的專(zhuān)家來(lái)說(shuō),這個(gè)夢(mèng)想已經(jīng)距離現實(shí)越來(lái)越近了!睆埢劭隙ǖ母嬖V記者說(shuō)。

  喝鹽水長(cháng)大的滿(mǎn)天星

  張慧為何會(huì )如此確信海水種植水稻不是夢(mèng)想呢?記者在逆境植物實(shí)驗室中找到了答案。

  在實(shí)驗室的溫室中,一種特殊的植物被大量培育,其土壤中含有大量的鹽分,經(jīng)過(guò)仔細觀(guān)察記者發(fā)現,這些植物的表面都有著(zhù)層層的白色顆粒,“這些白色的東西就是土壤中的鹽分!睆埢鄹嬖V記者說(shuō),這種植物叫做補血草(即俗稱(chēng)的滿(mǎn)天星)。與其他植物不同,補血草本身具有一種分泌鹽分的能力,“這就好比我們人類(lèi),劇烈運動(dòng)時(shí),我們的汗腺會(huì )排出大量的汗水,補血草本身也具有這種類(lèi)似汗腺的東西!碑攲(shí)驗室的工作人員用含鹽量高的水去灌溉補血草時(shí),它們會(huì )把鹽分通過(guò)根莖吸收,然后通過(guò)葉子表面的“汗腺”把其中的鹽分排出體外,從而得以繼續生存。

  如今,張慧正帶領(lǐng)著(zhù)自己的學(xué)生培育大量的補血草,然后在顯微鏡下將補血草葉面的“汗腺”分離出來(lái)進(jìn)行觀(guān)察,“為什么補血草會(huì )有這種汗腺,而其他植物沒(méi)有呢?我們可以通過(guò)DNA的對比,發(fā)現其汗腺出現的原因,然后嘗試著(zhù)去把這種DNA鑲嵌到水稻中去,讓水稻也具有排泄鹽分的能力!

  張慧告訴記者說(shuō),世界上已經(jīng)有很多科學(xué)家在研究類(lèi)似的問(wèn)題,“大家都在嘗試著(zhù)使用海水去灌溉植物,因為在未來(lái)淡水資源會(huì )越來(lái)越珍貴,所以如何利用海水是一個(gè)很重要的課題!

  “在不同的環(huán)境下,植物會(huì )表現出各種抗逆性,比如說(shuō)抗旱、抗鹽堿、抗低溫或者抗高溫等等,這些都是植物的抗逆性!睆埢鄹嬖V記者說(shuō),我國一直很重視農業(yè)發(fā)展,因此在研究植物的抗逆性上投入了很大的資金:“希望我們通過(guò)植物的逆境實(shí)驗,能夠培育出抗旱、抗鹽堿、抗低溫或者是抗高溫之類(lèi)的植物,來(lái)改變生態(tài)環(huán)境,加大農業(yè)的發(fā)展力度!

  可以分解重金屬的植物

  “除了可以培育出抗旱、抗鹽堿、抗低溫高溫的植物外,我們還可以利用植物的抗逆性來(lái)分解重金屬污染!睆埢鄹嬖V記者說(shuō),由于人類(lèi)對重金屬的開(kāi)采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動(dòng)日益增多,造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進(jìn)入大氣、水、土壤中,引起嚴重的環(huán)境污染。

  “比如說(shuō)蔬菜,前一段時(shí)間就有新聞報道說(shuō)某些地方的蔬菜重金屬污染超標,但是某些植物對于重金屬有分解作用!睆埢鄹嬖V記者說(shuō),在一些富含重金屬的礦山附近,往往會(huì )生長(cháng)著(zhù)一些植物,這些植物對于重金屬污染已經(jīng)有了分解能力:“我們可以通過(guò)模擬礦山或使用重金屬污染的土壤培育一些植物,然后觀(guān)察它們對重金屬的抗逆性,根據它們的變化來(lái)選擇出可以分解重金屬的物種進(jìn)行研究,然后培育出可以分解重金屬或者是抵抗重金屬的植物!

  名詞解釋?zhuān)褐参锟鼓嫘?/STRONG>

  “任何一種植物,都具有抗逆性!鄙綎|師范大學(xué)博士生導師張慧告訴記者說(shuō),所謂的植物抗逆性,是指植物所具有的抵抗不利環(huán)境的某些性狀!芭e個(gè)簡(jiǎn)單的例子,仙人掌可以在極度缺水的沙漠中存活,海南的紅樹(shù)林可以長(cháng)期生活在海水中等等,這都是植物所具備的抗逆性!

  張慧告訴記者說(shuō),在遙遠的遠古時(shí)期有很多的植物,當地殼因為運動(dòng)而發(fā)生改變時(shí),這些植物的生存環(huán)境也發(fā)生了劇烈變化:有的時(shí)候因為大陸的抬升,造成了氣候的濕潤和溫度的降低,有時(shí)候地面的凹陷,導致了河水海水的倒灌,在環(huán)境的劇烈變化下,大批的植物因為無(wú)法適應突變的環(huán)境而死去,但是也有少數植物,雖然其生理活動(dòng)遭到了重創(chuàng ),但是卻頑強的活了下來(lái)。

  周?chē)姝h(huán)境的劇變依然在延續,這些頑強生存下來(lái)的植物開(kāi)始逐漸的適應這些環(huán)境,于是它們繼續開(kāi)始繁殖,其體內的基因也開(kāi)始逐漸變化,最后直至完全適應了現有的生存環(huán)境!耙恍┲参锟梢圆扇〔煌姆绞饺サ挚垢鞣N脅迫因子,這就是植物的抗逆性!睆埢鄹嬖V記者說(shuō),正是因為植物具有這種抗逆性,才能夠不斷的適應環(huán)境,經(jīng)過(guò)數千萬(wàn)年的不斷進(jìn)化,形成了如今我們所看到的各種植物。

  “當然,正因為植物具有抗逆性,它們的其他方面就會(huì )減弱,比如說(shuō)仙人掌,雖然耐旱耐高溫,但是生長(cháng)緩慢!睆氖轮参锟鼓嫘曰蜓芯慷嗄甑膹埢鄄挥傻酶锌煳镏鞯纳衿妫骸斑@就好像人一樣,你的某一方面突出的同時(shí),另一方面可能就會(huì )弱化,所以說(shuō)我們這個(gè)世界沒(méi)有全能型人才就是這個(gè)原因! (本文來(lái)源:山東商報 )

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