評(píng)論
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這里是科學(xué)美國(guó)人——60秒科學(xué)。我是克里斯托弗·因塔利亞塔。
植物生長(zhǎng)需要三種東西：空氣、水和養(yǎng)分。農(nóng)民一般通過(guò)給田地施肥來(lái)提供養(yǎng)分。但是現(xiàn)在科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有種玉米似乎只靠空氣和水就能生長(zhǎng)。
“如果能不用施200磅氮肥就能讓玉米生長(zhǎng)，那就像是圣杯一樣。”艾·范·德恩茲是加州大學(xué)戴維斯分校的植物育種專家，他所在的團(tuán)隊(duì)對(duì)這種玉米不同尋常的能力進(jìn)行了分析。
這種玉米源自墨西哥瓦哈卡州，通常在該州貧瘠的土壤中生長(zhǎng)。氮是蛋白質(zhì)、DNA和讓植物進(jìn)行光合作用的葉綠素所必需的。但是，盡管生長(zhǎng)在極少甚至沒(méi)有肥料的貧瘠土壤中，瓦哈卡州玉米依舊長(zhǎng)得很好。
玉米通過(guò)其粗壯且呈紅色的氣生根來(lái)實(shí)現(xiàn)這一良好態(tài)勢(shì)，這種氣生根從玉米莖地表部分伸出，分泌出富含糖分的透明黏液。這種黏液是固氮細(xì)菌的完美棲息地：這是一種多糖且缺氧的環(huán)境，細(xì)菌在此將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為玉米植株可以利用的可溶性形式。這是一種發(fā)生在地表的固氮形式，可能你通常認(rèn)為它發(fā)生在豌豆和蠶豆等豆類的地下根部。
研究人員讓玉米接觸帶標(biāo)記的氮同位素，以此來(lái)證明其才能。他們能追蹤到有明顯不同的氮元子的運(yùn)動(dòng)軌跡，從空氣到根部最后進(jìn)入玉米植株。這一路徑使玉米中多達(dá)80%的氮可以直接從空氣中獲得。該研究具體內(nèi)容刊登在《美國(guó)公共科學(xué)圖書(shū)館·生物學(xué)》期刊上。
范·德恩茲表示，早期植物育種家可能很早之前就在無(wú)意中去除了玉米的固氮能力。“當(dāng)早期人類選擇谷穗更大、產(chǎn)量更高的玉米時(shí)，也許就在這個(gè)過(guò)程中使玉米失去了固氮能力。而我們也因此得到了可以恢復(fù)這種能力的機(jī)會(huì)。”
謝謝大家收聽(tīng)科學(xué)美國(guó)人——60秒科學(xué)。我是克里斯托弗·因塔利亞塔。
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