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默多克访学感想(十四):记Granham O'Hara教授的生物固氮课

作者:强子涵    来源:  发布日期:2015-08-13  浏览次数:

    伴随着清晨的第一缕阳光,我们一如既往的穿过Murdoch清翠的校园,期待着新一天的课程。就在几天前,我在计划书里面看到今天讲的是有关于根瘤菌的知识,这与我将要做的英文报告属于一个主题。在此之前,我对根瘤菌的了解仅限于初中学习的有限的概念,知道它可以用来固定土壤中的氮元素为植物所用,其他的知识我知之甚少。怀着对未知的领域的憧憬,我静静地坐在椅子上等待着老师的到来。

    近九点时,一声“刺啦”吸引了我的注意力,我看到几株生机勃勃的植物率先出现在教室门前,刚才的声音正是由它们所发。这时,捧着植物的Granham O'Hara教授向大家问好,做了简单的自我介绍和后,他告诉我们他手中的植物取自今天早上,边说边把植物抖了抖,植物叶片上的露珠的滑落证明了他说的是真的。教授告诉我们,这几株植物就是澳大利亚大名鼎鼎的Lupin,一种被用来作为作为小麦的轮耕作物,用来恢复土壤中的氮含量的作物。说完了这些,教授就不再提与Lupin相关的话题,而是开始给我们介绍与澳大利亚的农业相关的知识。教授葫芦里到底卖的什么药呢?

    第二堂课的PPT上显示着“rhizobium”时,我知道重头戏来了。这时教授就像一个外科医生一样,从Lupin根部根瘤的外形到内部造一层层的剖析,并且逐步讲解根瘤菌的入侵植物根部的方法。在这期间,他告诉我们“细菌很聪明”。我不由的想起了大一上学期上“新生研讨课”时康振声教授也给我们说过类似的话“这些条锈菌是很聪明的”。与小麦条锈菌入侵细胞时寻找叶片的气孔进入细胞内部不同,根瘤菌进入细胞的方式无疑更粗暴一点,它可以直接溶解根毛的细胞壁从而进入细胞。但是条锈菌侵入细胞是为了让自己更加强大,汲取植物中的营养物质,而根瘤菌则是与植物形成固氮共生系统,为植物提供氮源。

    O'Hara教授还告诉我们,他们现在可以描述的根瘤菌已经达到了90种以上,而且这个数目还在不断增加中。他们也将这一成果用于优化固氮共生体系,以提高豆类产量,Lupin就是他们的实验材料之一;同时,他们还研究根瘤菌的分子生物学,研究个根瘤菌入侵细胞并生活的分子机制,最终转化为固氮工厂,让它更好的服务人类。由于每种根瘤菌有唯一的寄主,这么的多种的根瘤菌如果能在农业上好好加以利用的话,肯定每年能节约不少其他种类的肥料。因为早在1990年,在全球固氮总重2.30亿吨中,0.84亿吨的工业固氮就已不敌1.10亿吨的生物固氮,可见开发生物固氮的潜力巨大。

之后,O'Hara教授带我们去了CRS(Centre for Rhizobium Studies)实验室,向我们介绍了他们的正在进行的根瘤菌与化肥对同种植物影响的对比试验,我们可以清楚地看到有根瘤菌的花盆中的植物生长的更加健硕。这也是他们改良的新一代的根瘤菌。O'Hara教授还提到了可以运用根瘤菌的植入减缓非洲粮食危机,但没有实施。当我们问他为什么时,他说在根瘤菌的保存和运输还不成熟。

    O'Hara教授一堂生动的讲述,让我更全面的了解了根瘤菌。他们对根瘤菌的研究对中国豆科作物的耕作很有借鉴作用。中国地域辽阔,豆科作物种类繁多,每年大面积种植花生、大豆、豌豆、蚕豆、绿豆及苜蓿、沙打旺等。这些豆科作物和地球上所有的生物一样,在生长中离不开氮这一生命要素,若能更好的利用根瘤菌,岂不是可以减少化肥的使用,还可以培肥地利,当然,对于根瘤菌的更多未知等待着我们探索,去发掘,去利用。