↘要是在麥子地或水稻地里灑食用鹽會怎么樣

熱心網友：在整個世界正面對著糧食危機的時候，土地的鹽化成為了威脅糧食產量的重要原因之一。到目前為止，全球有20%左右的農耕土地鹽度過高，造成了嚴重的減產。不過，這一問題也并非沒有希望解決。2012年3月11日，澳大利亞阿德萊德大學格里漢姆（Matthew Gilliham）領導的團隊在《自然—生物技術》（Nature Biotechnology）雜志上發(fā)表論文，宣布培育出一種抗鹽小麥新品種，可以讓鹽地上的糧食產量提高最多25%。（1）人類種植的絕大多數(shù)作物都不耐鹽。其中，歐美國家常見的硬麥（durum wheat）對土壤中的鹽濃度尤其敏感。在鹽地中，很多作物還沒有發(fā)育成熟就已經死亡，即使可以收獲，產量也會降低不少。為什么這些作物不適合在鹽地上生長呢？主要有兩個原因。首先，在鹽地里，植物更難吸收水分，生長速度也就更慢。此外，進入植物蒸騰系統(tǒng)的鹽離子還會損害葉片細胞。鈉離子可以在細胞質和細胞壁中積累起來，抑制酶活性，讓細胞脫水，并最終導致葉片細胞死亡。（2）小麥和稻米、大麥和玉米等谷物都屬于禾本科（Poaceae，或Gramineae），這個科中有10000多種植物。其花粉近圓形，表面有單萌發(fā)孔。圖左是禾本科鴨茅屬植物花粉，圖右是人工上色的各種花粉粒的電子顯微鏡圖像，它們形態(tài)和大小各不相同，禾本科花粉是用圈圈起來的那個。wheatbp不過，也有一些植物天生就擁有了抗鹽的能力。2006年，澳大利亞和英國的科學家發(fā)現(xiàn)，在一個相當古老的二倍體小麥品種一粒小麥（ Triticum monococcum ）中，有兩個基因位點可以表達讓植物抗鹽性提高的蛋白質分子。一粒小麥是現(xiàn)代小麥的祖先，也是人類最早開始種植的小麥品種。著名的木乃伊冰人奧茨的腸道中就發(fā)現(xiàn)了加工過的一粒小麥。不過，一粒小麥早已經排除在現(xiàn)代人的菜譜之外，而它攜帶的抗鹽基因也在漫長的人工育種過程中消失了。格里漢姆和他的同事們首先鑒定出了一粒小麥關鍵的抗鹽基因TmHKT1;5-A。格里漢姆讓TmHKT1;5-A分別在酵母菌細胞和非洲爪蟾的卵子中表達，發(fā)現(xiàn)這個基因編碼的是一個鈉離子通道，它的作用是把細胞內的鈉離子排出去。進一步的研究表明，在小麥中，TmHKT1;5-A主要在根部的木質部細胞中發(fā)揮作用。根部吸收的水分必須通過木質部才能到達葉片，而如果木質部細胞都被裝上了這種“排鹽器”，那么從根部吸收的水分就會在運輸過程中損失相當多的鈉離子。這樣，導管中的水分在到達葉片之前，鹽濃度就會被降到一個安全的程度。這也就成為了一粒小麥可以抗鹽的秘訣。格里漢姆和他的同事們通過雜交的方法，讓人工種植的硬麥也獲得了一粒小麥的抗鹽基因TmHKT1;5-A。如果在鹽地上生長的話，這種新培育出的抗鹽小麥的葉片鹽分確實要比普通硬麥要低。雖然研究人員采用了很多分子育種技術，但是這種雜交抗鹽小麥不能算是轉基因作物，所以在未來的上市、種植和銷售過程中，新品種雜交小麥不會受到一些政策上的限制。和之前的研究相比，格里漢姆的結果要更漂亮一些。因為他的研究不僅在實驗室里獲得了成功，在實際的耕地中也取得了良好的結果。在澳大利亞各地進行的田間試驗表明，這種新的抗鹽小麥確實可能提高產量，不僅可以在鹽地里把糧食產量提升最高25%，在普通耕地上也不會降低產量。在這項研究中，格里漢姆和他的同事們用歐美常見的四倍體硬麥作為材料，培育出的新品種雜交小麥也是四倍體小麥。不過，在發(fā)展中國家，人們種的大多是六倍體普通小麥。因此，如果在六倍體普通小麥上也能引入抗鹽基因，將會更好地幫助發(fā)展中國家提升糧食產量，也就能更有效地緩解全球饑餓問題。在接受果殼網采訪時，格里漢姆表示，他們現(xiàn)在已經通過雜交育種技術，成功地把抗鹽基因轉入到了六倍體小麥中。這種攜帶新基因的六倍體雜交小麥品種的葉片也可以被很好地保護，不會被高鹽分的土壤所傷，從而讓整個植株具備了抗鹽的能力。不過，格里漢姆及同事的田間試驗仍在進行中，以檢驗這種新的抗鹽六倍體雜交小麥是否真的可以提高產量。有一些人會擔憂新培育出的抗鹽雜交小麥會進一步加劇土地鹽化的程度。格里漢姆為此對果殼網表示，新培育出的抗鹽雜交小麥并不比其它的作物品種更能惡化土壤質量。在自然條件下，土壤鹽化的主要原因仍然是雨水的淋溶作用。這項研究不僅培育出了新的作物品種，還再一次說明那些人類作物的野生近親很可能是一座基因的寶庫。在漫長的育種過程中，人類的作物丟失了很多基因，對環(huán)境壓力的抗性也越來越差。而試著從這些作物的野生對應種里找回那些失去的優(yōu)秀基因，不失為一種可行的育種辦法。

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