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讀者侯懿軒：您好，我是一名初中生，聽(tīng)說(shuō)中國(guó)已經(jīng)培育出可以在鹽堿地種植的橡膠樹(shù)了，請(qǐng)問(wèn)這種橡膠樹(shù)是通過(guò)基因工程使細(xì)胞膜的過(guò)濾作用更強(qiáng)從而達(dá)到在鹽堿地生長(zhǎng)的目的嗎？
高強(qiáng)：首先感謝你對(duì)新疆鹽堿地種植橡膠草的關(guān)注，并對(duì)你深入思考、勇于提問(wèn)給予表?yè)P(yáng)。
橡膠樹(shù)，別名三葉橡膠樹(shù)、巴西橡膠樹(shù)，為大戟科橡膠樹(shù)屬多年生喬木，在新疆無(wú)法生長(zhǎng)，僅在我國(guó)熱帶地區(qū)的海南和云南可以種植；橡膠草，別名青膠蒲公英、俄羅斯蒲公英，為菊科蒲公英屬多年生草本植物，目前發(fā)現(xiàn)野生橡膠草主要生長(zhǎng)在天山山脈的新疆特克斯河流域的昭蘇和特克斯境內(nèi)，以及哈薩克斯坦阿拉木圖的柯根區(qū)和突孜庫(kù)勒湖等區(qū)域，可以在我國(guó)北方的溫帶地區(qū)廣泛種植。所以，在新疆鹽堿地試種成功的植物是橡膠草，不是橡膠樹(shù)。
橡膠草與橡膠樹(shù)、銀膠菊并稱三大產(chǎn)膠植物，根部含有2.89%~27.89%的天然橡膠，橡膠性能和巴西橡膠樹(shù)相當(dāng)。除了提取橡膠之外，還可以提取菊糖，加工成酒精或發(fā)酵成沼氣等。同時(shí)，橡膠草具有與其他蒲公英類似的藥食同源特性，葉、花都富含具有各種生理活性的有效成分，可用于食品加工、日化等領(lǐng)域；根提取完橡膠、菊糖后，可用作飼料、肥料等，綜合開(kāi)發(fā)價(jià)值巨大，橡膠草有望成為重要的第二產(chǎn)膠植物。
橡膠草真的能在鹽堿地上長(zhǎng)得好嗎？橡膠草在鹽堿地試種，起源于我們長(zhǎng)期對(duì)野生橡膠草原生境土壤理化性質(zhì)、氣候環(huán)境和橡膠草生長(zhǎng)特性、橡膠含量的觀測(cè)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，野生橡膠草均為多年生，原生境土壤全鹽含量20.47g/kg（為重度鹽堿水平，一般作物無(wú)法生長(zhǎng)），pH高達(dá)9.44。然而，生長(zhǎng)的野生橡膠草天然橡膠含量高達(dá)34.79%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于異地栽培的橡膠草天然橡膠含量（7%左右），多方數(shù)據(jù)證實(shí)了這個(gè)結(jié)果。之后，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里用CaCl2、NaCl和Na2SO4等鹽溶液模擬土壤的鹽堿環(huán)境，發(fā)現(xiàn)橡膠草在150mmol/L鹽溶液下仍有非常高的發(fā)芽能力。
新疆鹽堿地試種的結(jié)果。為了驗(yàn)證橡膠草全生育期的耐鹽堿能力和鹽堿地上的產(chǎn)膠潛力，我們選取了新疆烏魯木齊周邊的重度鹽堿地（土壤含鹽量為6.38‰、pH8.25）試種，試種面積3畝地。試種過(guò)程中，橡膠草出苗整齊，生長(zhǎng)良好，未受到明顯的鹽堿危害。經(jīng)10月底小區(qū)測(cè)產(chǎn)，畝產(chǎn)橡膠草鮮根550kg，折合干根137.5kg/畝，平均干根橡膠含量10.18%，最高橡膠含量14.44%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于該種植橡膠草品系非鹽堿地7%左右的干根橡膠含量。對(duì)比種植橡膠草前后土壤的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：土壤的pH值無(wú)顯著變化，全鹽含量由6.38‰降至2.2‰（結(jié)果還在持續(xù)驗(yàn)證中）。這說(shuō)明橡膠草不僅能在鹽堿地上生長(zhǎng)，還能改善土壤環(huán)境。
是不是通過(guò)基因工程讓細(xì)胞膜更“能過(guò)濾”？你的想法挺有科學(xué)道理的——植物細(xì)胞膜確實(shí)有“過(guò)濾作用”：它能讓對(duì)身體好的離子（比如鉀離子K+）進(jìn)去得多，讓對(duì)身體有害的離子（比如鈉離子Na+）進(jìn)去得少，從而保持細(xì)胞里的平衡，就像在高鹽環(huán)境下守住家門一樣。不過(guò)，現(xiàn)在這些“耐鹽堿的橡膠草”并不是通過(guò)基因工程改造細(xì)胞膜得到的。它們主要是從適應(yīng)鹽堿環(huán)境的野生種群中篩選出來(lái)的。大自然里有很多植物能耐鹽、耐旱、耐高溫、耐低溫，橡膠草只是其中一種。我們只是在研究怎么利用這些植物，并沒(méi)有用基因工程。我們是按照中央一號(hào)文件提出的，從主要治理鹽堿地適應(yīng)作物，轉(zhuǎn)向更多選育耐鹽堿植物適應(yīng)鹽堿地的“以種適地”指導(dǎo)思想來(lái)做。新疆鹽漬化土壤總面積大約有1460萬(wàn)公頃，占全國(guó)鹽漬化土壤總面積的40.7%，選擇合適的鹽堿地種植橡膠草，有望解決國(guó)內(nèi)天然橡膠長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的問(wèn)題（依賴度超過(guò)80%）。
那“過(guò)濾作用”是否與橡膠草的耐鹽性有關(guān)呢？這真是一個(gè)非常棒的追問(wèn)！科學(xué)家們確實(shí)正在對(duì)此展開(kāi)研究，但目前尚無(wú)法得出定論。我們推測(cè)，橡膠草的耐鹽性或許與以下幾個(gè)因素相關(guān)：細(xì)胞膜的過(guò)濾及離子平衡機(jī)制；葉面厚實(shí)的蠟質(zhì)層，可減少水分蒸發(fā)；根中積累的橡膠顆粒和菊糖，能夠降低細(xì)胞內(nèi)的滲透勢(shì)，助力它們?cè)凇坝窒逃謮A”的土壤中避免脫水。這些過(guò)程極為復(fù)雜，仍需大量的理論基礎(chǔ)研究來(lái)解答。希望這些解答能助力你更深入地理解橡膠草以及鹽堿地種植的問(wèn)題。期望同學(xué)們?cè)谖磥?lái)的學(xué)習(xí)中依舊保持好奇心、勇于提問(wèn)，未來(lái)完全有機(jī)會(huì)成為下一位研究植物適應(yīng)環(huán)境的科學(xué)家。
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