探秘逆境植物實(shí)驗(yàn)室

2010-04-16 16:56:12         來(lái)源:山東商報(bào)     瀏覽次數(shù):

    這是一個(gè)特殊的實(shí)驗(yàn)室,它的四周由玻璃制成,看起來(lái)好像是一間巨大的溫室,里面擺放著各色植物,有的植物因?yàn)殚L(zhǎng)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(zhǎng)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(yàn)室,用來(lái)觀察植物的抗逆性,并且進(jìn)行各種轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)。近日,記者來(lái)到了山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,對(duì)山東省逆境植物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了探訪。

 



  狗尾巴草進(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(yàn)室”,據(jù)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(yàn)室的一部分而已。

  記者走進(jìn)這間實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn),里面擺滿(mǎn)了各種植物,有的植物因?yàn)槿彼?,葉梢已經(jīng)開(kāi)始發(fā)黃枯萎,還有的培養(yǎng)皿中帶有一些白色的結(jié)晶顆粒。

  “這些都是實(shí)驗(yàn)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(yàn)室會(huì)專(zhuān)門(mén)針對(duì)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(xiàn)了大量的狗尾巴草,而它們則是實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行抗逆實(shí)驗(yàn)的一部分。“我們給予這些狗尾巴草各種惡劣的環(huán)境,觀察它們對(duì)惡劣的環(huán)境所產(chǎn)生的應(yīng)變反應(yīng)?!?/P>

  除了進(jìn)行模擬自然條件下惡劣的生長(zhǎng)環(huán)境外,實(shí)驗(yàn)室的工作人員跟教授們還在進(jìn)行著各種嘗試,比如通過(guò)各種特殊的燈光模擬紫外線對(duì)植物進(jìn)行光照,考察植物的反應(yīng);或者是可以降低或提升溫度,觀察植物的生長(zhǎng)變化等等?!笆聦?shí)上所謂的逆境實(shí)驗(yàn)室,就是給植物極其惡劣的生存環(huán)境,逼迫促使它們?cè)谏L(zhǎng)中對(duì)這些環(huán)境產(chǎn)生應(yīng)對(duì)能力?!焙罾俑嬖V記者說(shuō),對(duì)于植物來(lái)說(shuō),當(dāng)它們?cè)庥龅絿?yán)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(yīng)突變的環(huán)境,生存下去?!比绻猛ㄋ椎脑捳f(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(yàn)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(dǎo)師張慧所描述的場(chǎng)景里窺得一二。

  “我們都知道現(xiàn)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(nóng)田?!睆埢巯蛴浾呙枋隽诉@樣一種情況:在未來(lái)的數(shù)年間,我國(guó)沿海各省將會(huì)在海邊修建大量的水利工程,蔚藍(lán)色的海水被引入內(nèi)陸地區(qū),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(lán)色海水中的水稻,像普通的水稻一樣生長(zhǎng),發(fā)芽,最后結(jié)果,然后被收割機(jī)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(zhǎng),原本漫天的黃沙變成了綠洲;原本懼怕低溫的農(nóng)作物開(kāi)始在北方不斷的生長(zhǎng)發(fā)育,威脅到我們身體的重金屬污染也因?yàn)橐恍┨厥庵参锏某霈F(xiàn)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(duì)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(xiàn)實(shí)越來(lái)越近了?!睆埢劭隙ǖ母嬖V記者說(shuō)。

  喝鹽水長(zhǎng)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(yàn)室中找到了答案。

  在實(shí)驗(yàn)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(xì)觀察記者發(fā)現(xiàn),這些植物的表面都有著層層的白色顆粒,“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(bǔ)血草(即俗稱(chēng)的滿(mǎn)天星)。與其他植物不同,補(bǔ)血草本身具有一種分泌鹽分的能力,“這就好比我們?nèi)祟?lèi),劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),我們的汗腺會(huì)排出大量的汗水,補(bǔ)血草本身也具有這種類(lèi)似汗腺的東西?!碑?dāng)實(shí)驗(yàn)室的工作人員用含鹽量高的水去灌溉補(bǔ)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(xù)生存。

  如今,張慧正帶領(lǐng)著自己的學(xué)生培育大量的補(bǔ)血草,然后在顯微鏡下將補(bǔ)血草葉面的“汗腺”分離出來(lái)進(jìn)行觀察,“為什么補(bǔ)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(duì)比,發(fā)現(xiàn)其汗腺出現(xiàn)的原因,然后嘗試著去把這種DNA鑲嵌到水稻中去,讓水稻也具有排泄鹽分的能力?!?/P>

  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,“大家都在嘗試著使用海水去灌溉植物,因?yàn)樵谖磥?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?!?/P>

  “在不同的環(huán)境下,植物會(huì)表現(xiàn)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(guó)一直很重視農(nóng)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(yàn),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(nóng)業(yè)的發(fā)展力度?!?/P>

  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(duì)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(yán)重的環(huán)境污染。

  “比如說(shuō)蔬菜,前一段時(shí)間就有新聞報(bào)道說(shuō)某些地方的蔬菜重金屬污染超標(biāo),但是某些植物對(duì)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(zhǎng)著一些植物,這些植物對(duì)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,然后觀察它們對(duì)重金屬的抗逆性,根據(jù)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?!?/P>

  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(dǎo)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(zhǎng)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(yuǎn)的遠(yuǎn)古時(shí)期有很多的植物,當(dāng)?shù)貧ひ驗(yàn)檫\(yùn)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?yàn)榇箨懙奶?,造成了氣候的濕?rùn)和溫度的降低,有時(shí)候地面的凹陷,導(dǎo)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?yàn)闊o(wú)法適應(yīng)突變的環(huán)境而死去,但是也有少數(shù)植物,雖然其生理活動(dòng)遭到了重創(chuàng),但是卻頑強(qiáng)的活了下來(lái)。

  周?chē)姝h(huán)境的劇變依然在延續(xù),這些頑強(qiáng)生存下來(lái)的植物開(kāi)始逐漸的適應(yīng)這些環(huán)境,于是它們繼續(xù)開(kāi)始繁殖,其體內(nèi)的基因也開(kāi)始逐漸變化,最后直至完全適應(yīng)了現(xiàn)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?yàn)橹参锞哂羞@種抗逆性,才能夠不斷的適應(yīng)環(huán)境,經(jīng)過(guò)數(shù)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(dāng)然,正因?yàn)橹参锞哂锌鼓嫘裕鼈兊钠渌矫婢蜁?huì)減弱,比如說(shuō)仙人掌,雖然耐旱耐高溫,但是生長(zhǎng)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(bào) )

編輯:Aggie

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