如何盆栽盐地碱蓬
发布网友
发布时间：2022-05-09 14:34
共3个回答
热心网友
时间：2024-02-02 07:41
有一种“泵”，不需要外加动力，没有噪音，肉眼也看不见。它“工作”的场所，是植物的细胞；所运送的东西也很特别—是植物所吸收的盐分。科学家们给它取了一个很特别的名字：Na＋（钠离子）／H＋（氢离子）逆向运转蛋白。
山东师范大学的赵彦修、张慧两位教授主持的一个课题组从碱蓬中发现了这种蛋白，还分离出控制这种蛋白生成的基因——“Na＋／H＋逆向运转蛋白（SsNHX1）全长cDNA”。这一发现，给沉睡千万年的盐碱地开发带来了新的希望。
碱蓬为什么是咸的？
碱蓬是盐碱滩上最主要的“固定居民”，一到秋天，白茫茫的千里盐碱滩上，血红的碱蓬是惟一的亮色。这种在海水中都能生长的植物，支撑着黄河三角洲脆弱的生态系统。
早先，碱蓬只能做为野兔或是什么昆虫之类的“口粮”，在荒年光景，灾民也赖之活命。近年来山野菜行市，碱蓬一跃成为“健康食品”。
碱蓬有一种独特的风味：不用加盐，就是咸的。这个很容易被一般人忽略的现象，在山东师范大学的一些科研工作者那里成了一个大课题。他们研究的是植物如何在逆境中生存，目标是培育具有经济价值的作物品种，碱蓬成为最好的研究对象。
新鲜的碱蓬，吃起来如同渍过盐，这说明碱蓬本身蕴含着盐分。可碱蓬把盐分“藏”在哪里呢？
盐碱地之所以多为不毛之地，原因是土壤中含盐分太多。一般植物很难在盐碱地里生长，一种解释是，当这些植物体内累积的盐分太高的时候，它的根系吸收水分的能力会下降，没有了水分，植物就只能枯死了。
植物是由细胞组成的。从细胞的角度看，当土壤里的盐分（主要是钠离子）浓度过高时，钠离子会透过植物的细胞膜自动渗透到盐分浓度较低的细胞质中，使细胞质中的盐分浓度升高。钠离子多了，会影响细胞质中酶的活性，造成细胞代谢困难，从而使植物萎蔫、死亡。这就是“盐胁迫”，也叫盐害。
所以，人们根据适应土壤含盐量的情况，将植物分为“甜土植物”和“盐生植物”两大类。在这两类植物之间，有一条不可逾越的“天堑”，一般认为这条界线是“土壤含盐量5‰”，超过这个比例，甜土植物不能生存。
盐生植物也是一个大家族，比如盐角草、碱蓬，还有海水生的，如海带。同为盐生植物，但耐盐机理不同。海藻和许多陆地盐生植物的机理是分泌，它们能把吸收到体内的盐分分泌出来，所以，在清洗干净以后，它们的口味还是淡的。
碱蓬的机理很独特，它能吸收盐分，甚至能改良盐碱地，为其它植物的生存、繁衍提供了一相对优良的环境，形成盐碱地的生态系统。这个特点，使从事这一领域研究的人们把它称作盐碱地开发的“先锋植物”，但在此以前，它的独特机理却一直没有被人们清楚地认识。
细胞的结构类似于鸡蛋：细胞壁好比蛋壳，里面有细胞核（蛋黄）、细胞质（蛋清），在细胞质里有一个器官叫“液泡”，液泡也在细胞内，漂浮在细胞质中，但相对封闭，功能类似于储藏室，是调节细胞质内部的平衡的，细胞质内有什么多余的东西影响酶的活性了，就可以放在这儿，不影响细胞质中酶的活性。液泡的作用往往被人们忽视，在一般的科普著作中都查不到它的解释。
山东师范大学是我省可持续发展十大示范项目的承担单位之一，张慧教授是其中“黄河三角洲土地资源综合开发利用及抗重盐、耐海水植物规模化生产技术的研究与开发示范”的首席科学家。他推测，碱蓬体内的盐分只能藏在细胞的液泡中，除此以外的任何地方都会影响细胞的生命活动。
但问题也随之而来：如果液泡内储藏的盐分高于细胞质内的其它部分，那是什么能把碱蓬源源不断吸收的盐分运送到液泡里呢？
“泵”是如何工作的？
生命的活动就是蛋白质的运动，而蛋白质的生成，则是受基因的控制，基因是蛋白质的“设计师”。所以，要解释碱蓬这种独特的机制，就需要从基因着手；从应用的角度上说，只有捕捉到这个独特的基因，才能采用生物技术手段，对甜土作物进行改良，培育新型的耐盐植物。
但是，这项工作的难度却也是让人望而生畏的。
碱蓬的体内至少有50000个基因，从这样复杂的系统里，寻找一个特定的基因，无疑如同大海捞针。从最基本的投入来说，在科研立项还受“出身论”等这样那样因素影响的今天，作为一所地方性大学的山东师范大学在科研立项方面得到的支持有限，也就是说，他们的这项专题得不到*的有力支持。
张慧说：“我们是做一件笨活儿。”
但他们还是义无反顾地做了。在1999年，他们首先构建了碱蓬的基因文库，开始筛库和大规模测序；同时，课题组张荃等根据人、酵母、拟南芥的基因序列设计了另一条PCR策略，终于成功克隆了目标基因——“Na＋／H＋逆向运转蛋白（SsNHX1）全长cDNA”，并在甜土植物拟南芥中验证了其功能，他们将所发现的基因在“基因银行”注册，申请了国家发明专利，近日一个由美国洛克菲勒基金会赞助的一个国际性专题研讨会将在济南召开。
值得注意的是，采用功能基因组策略发掘植物耐逆新基因已经成为国际研究的大趋势，他们面临的是来自国际的竞争。和那些投入有保证、装备优良的同行相比，这些科研工作者们尽管没有多少有利条件，但他们的研究却达到了国际前沿水平，和国外的同行并驾齐驱。实际上，他们很早就根据直觉提出克隆盐地碱蓬上述基因并用于耐盐作物基因工程育种的设想，在1999年6月的一次国际研讨会上，课题组的张慧教授提交的论文便介绍了这一思路，但8月份，美国科学家E?Blumwald在美国《科学》杂志正式发表通过过量表达来自拟南芥Na＋—H＋反向运输蛋白编码基因AtNHX1策略，获得了耐盐转基因拟南芥的研究。这一进展，更加坚定了课题组成员的信心。2000年7月，他们获得了这一基因的全长序列，这是人们第一次从盐生植物中成功分离耐盐基因。2001年5月，他们完成了该基因的功能验证，并展开一系列转基因作物研究；6月，向国家专利局申请发明专利，今年8月，国家专利对他们的申请进行公示。
了解这一基因后，藏在碱蓬中的那个神奇的泵的机理也就昭然若揭了：这种泵，是一种有运输功能的蛋白质，它在细胞质中会把钠离子吸附在自己身上，穿过液泡膜到达液泡内，再放下钠离子。液泡膜和细胞膜不同，它不允许盐分等物质随便出入，只有在运输蛋白的带领下才可穿行。这样，虽然液泡内的钠离子浓度很高，但保证了细胞质内的钠离子浓度较低。细胞的生理代谢活动主要都在细胞质内进行，这样碱蓬就不会受到盐害了。这种蛋白质把盐分从浓度低的细胞质中运送到浓度高的液泡中，就好像把水从低处送到高处，科学家们称之为“泵送”。
发现了这个基因，意味着为耐盐植物的培育开创了新路，这一发现所具有的商业价值是难以估量的。
长期以来，人们一直希望培育出能耐盐、抗旱的园艺植物和农作物。但中外育种实践已经证明，培育耐盐作物和园艺植物，依赖于传统杂交的手段是不可能的，在细胞水平上的远缘杂交、细胞工程则由于技术原因、成功率低也鲜有突破。
聪明的读者会问：如果让不耐盐的甜土植物长出碱蓬的“泵”，那么，它们也会和碱蓬一样，具有耐盐的功能吗？从理论上讲是可以的，但需要科学实验来证明。
让植物长“泵”，当然不能一个细胞一个细胞地来安装，而是要让植物细胞自己来“生产”，所谓“授之以鱼，不如授之以渔”。负责生产这种“泵”的“机器”就是上面说的基因。
山东师范大学的研究者们围绕他们的发现，开展了一系列的研究：通过现代生物技术，把碱蓬的耐盐关键基因导入不耐盐、不耐旱的拟南芥的基因组中，获得了转基因的拟南芥。这种新的拟南芥，能够在1/2海水浇灌条件下完成生活史；盆栽条件下，15天不浇水，复水后可恢复生产并结实，而对照株均死亡。进一步的研究发现，转基因拟南芥耐盐性、耐旱性都大大增强。
作物基因工程及其产业化是目前国际上农业生物技术的前沿，第一代为培育抗虫、抗除草剂植株（如抗虫棉），第二代为培育品质改良的植株（如蛋白质增加的玉米），培育抗逆植物（耐盐、耐旱植物），则是转基因植物研究的第三代目标。
据调查，全世界盐渍化荒地近10亿公顷，我国总盐渍化土壤面积超过8000万公顷，我省的盐碱地也在140多万公顷，并且每年还新生出1万多亩的盐碱地，这些地目前都荒芜着。我们可以想象一下：如果我们让经济效益和社会效益很高的农作物、树木都长出能抽盐的“泵”，这大片大片的荒地，到时就会长出金黄的麦子和葱郁的森林。
一个小“泵”，或许将改变世界。
热心网友
时间：2024-02-02 07:41
碱蓬生长在荒野滩涂，远离污染，生长过程中没有使用化肥和农药，其嫩茎叶营养成分丰富，味道鲜美，是备受青睐的无污染绿色食品，主要作为蔬菜食用。试验分析发现，碱蓬茎叶营养成分完整齐全，除富含脂肪、蛋白质外，矿物质、微量元素和维生素的含量也很丰富。其鲜嫩茎叶中蛋白质含量占干物质的40%，与大豆相当；含有丰富的氨基酸，每100g鲜梢部分含有胡萝卜素1.75mg、维生素B2 20.10mg、维生素C78mg；还含有其它微量元素，如钙、磷、铁、锌、硒等，其中许多指标都高于螺旋藻。碱蓬中钙、磷、铁与核黄素含量都高于菠菜、番茄及胡萝卜等蔬菜；维生素C含量高于或相当于一般蔬菜；维生素B2含量为一般蔬菜的5~8倍；含Se量较一般食物高10倍左右。对野生盐地碱蓬的分析发现，碱蓬汁中含有9种人体必需的微量元素，其中钙、镁、锌、铁、镍含量丰富。
热心网友
时间：2024-02-02 07:42
