美进行培植非光合呼吸大豆品种的实验 [复制链接]

    【本刊讯】美国《农业研究》杂志一九七一年九月一期刊登了一篇报道，标题是《加速大豆的演化》，摘要如下：
    在伊利诺斯州的一个小试验所里正在进行一项规模宏大的探索，寻找一种大豆植物，把以百万年计的演化钟的时针拨向前进。
    在乌尔巴纳的美国地区大豆实验所里，美国农业研究处的植物生理学家奥格兰和植物生化学家威德霍尔姆每周对二千株大豆进行甄别。
    在一九五○到一九六六年期间，人们发现植物按其光合作用分成两大类。一种是光合呼吸植物，在光合周期中向空气中放出二氧化碳；一种是非光合呼吸植物，不放出二氧化碳。他们的研究就是以上述发现为基础的。
    放不放出二氧化碳对农业来说具有特别重要的意义，因为所有植物为了制造细胞和生长都要吸收和利用二氧化碳。所以非光合呼吸植物应该比光合呼吸植物长得快些，而且确是长得快些。然而有重要意义的作物中唯有甜菜、玉米和高粱是属于非呼吸植物——这些植物是在演化阶梯中处于较高阶段的植物。而不幸的是，全世界赖以提供食物的大多数作物都是呼吸植物。
    英国杰出的植物学家戈兹沃西提出了一种理论来解释呼吸植物在同相邻的具有高效能的非呼吸植物竞争时明显地浪费二氧化碳的情形。他的理论认为，几亿年以前，在地球上出现了生物以后不久，光呼吸作用曾超过重大作用。他估计在几千万年以前，大气中有了足够的二氧化碳，足以遏制光呼吸作用。然而植物的光合呼吸能力保持了下来并传绘了后代。
    奥格兰和威德霍尔姆博士正在设法培植出处于较高进化阶段的非光合呼吸植物。
    他们期望借助伽玛射线或其他诱变因素培育出一种具有改变了的酶的变种大豆。这种酶将停止光合呼吸过程。
    在乌尔巴纳播种经过伽玛射线或热中子处理的大豆种籽，长成以后收获的大豆再作为种籽。他们的试验中甄别的就是这种种籽长出的幼苗。
    将大豆同非光合呼吸的玉米一起在萤火灯温室中种植，先让植物在正常条件下生长十天，之后，把密封的罩子放下来。于是由于玉米生长吸收二氧化碳，使空气中的二氧化碳正常含量开始减少。随着二氧化碳减少，大豆苗的光合呼吸愈来愈快，并向空气中放出愈来愈多的二氧化碳（甚至以本身的损害为代价），结果七天之内大豆苗便变黄死亡。玉米苗仍然葱绿旺盛，于是提供了关于两种植物的两种不同的光合途径和由此而来的存活能力的明显对比。
    假如有一颗豆苗在试验过程中的低二氧化碳条件下存活下来，那就意味着这颗大豆像玉米一样放出极少或不放出二氧化碳。这样农业就会出现一个奇迹，即首次将光合呼吸植物变成效率高、长得快的非光合呼吸植物。理论计算表明出现非光合呼吸植物的几率是十万分之一。
    因此照计划进行五年甄别，将甄别五十万颗豆苗，很有希望找到五颗非光合呼吸的大豆苗。
    一旦大豆方面的探索取得成功，将把试验计划扩大到其他作物。如能把光合呼吸作物变成非光合呼吸作物，那么在不增加耕地面积的情况下便可使粮食增产多达百分之五十。这将把光合呼吸作物的演化钟往前拨几百万年，进入非光合呼吸作物时代，把农业推向一个令人惊奇的高效率的新时代。