第0164章 超級降解微生物1
大國農業：我有超級農業技術 作者：星河幾重 投票推薦 加入書簽 留言反饋
陳誠在超級計算機裏，對華夏的幾大沙漠地區進行了深入調研後，發現其實大部分沙漠地區在地下1m-2m左右會有普通地區地下10cm-20cm的水含量。
也就是沙漠並不是缺水的，隻是埋的有點深。
他當即決定先把沙漠西瓜的根係改造得發達一點。
當他把手提電腦裏麵布裏達給他的沙漠西瓜的信息傳輸進係統後，係統很快給出了一個3d虛擬模型。
“分析它的優劣勢性狀。”陳誠道。
【沙漠8號西瓜品種，環境的適應能力比較強，耐貧瘠、耐鹽堿，而且抗性很好，高抗枯萎病、蔓割病，成熟單顆重量在10-20斤】
陳誠翻看資料，發現這個品種的西瓜，瓜型很大。而且資料上心思口感表現突出，肉質脆甜，含糖度高。
下掛中心含糖13度左右，梯度小，即便是西瓜邊緣部位，都是甜的。
這個品種的西瓜雖然瓜皮也比較薄，但韌性強，耐貯運。
可以說算得上是優勢基因很突出的一個西瓜品種了。
陳誠在仔細查看了這個西瓜品種的根係後發現，它的根係算是比較發達的了。
這個西瓜根係的分布既深且廣，主根深度可達1m以上，在主根周圍水平半徑分布可達1.5m。
西瓜是三級根係植物，也就是根係由主根、側根、根毛組成，主要分布在20~40cm耕作土層內。一般在主根及側根上分生4~5級側根，根毛主要著生在主根及側跟上，一級根主要分布在主根近土表20cm處，與主根成40°角，主要跟群分布在30~40cm耕作層土壤。
主根最大可達1m隻是理想狀態，一般情況下都在50cm左右。
陳誠的目標是改良它的根係，讓其主根能紮得更深。
他通過超級計算機很快就模擬出來了根係較為發達的西瓜品種。
但是在用根瘤菌誘導西瓜根部，讓其與之共生的實驗上卻失敗了。
根瘤菌根本不能入侵到西瓜的根部上。
陳誠皺了皺眉，再次點開了超級計算機，查看起相關的文獻來。
原來，這和大豆等豆科植物的基因表達有關。
在豆科植物進化過程中，豆科植物幹細胞關鍵基因scr在皮層細胞表達，另一個幹細胞關鍵轉錄因子shr在維管束表達後移動到皮層細胞，這樣豆科植物的皮層細胞獲得了shr-scr幹細胞分子模塊。
該幹細胞分子模塊賦予豆科植物皮層細胞分裂能力，使豆科植物的皮層與非豆科植物不同。該幹細胞分子模塊能夠被根瘤菌的信號激活，誘導豆科植物苜蓿的皮層分裂，形成根瘤。
而陳誠翻看了其他種類的植物，它們的根部表皮細胞根本就沒有shr-scr分子模塊的基因表達。
也就是說，土壤中的根瘤菌都嚐試過入侵任何植物的根莖細胞，但隻有豆科植物的根細胞才能破裂開，讓根瘤菌進入，並形成根瘤。
通過查看西瓜的根莖細胞，陳誠發現西瓜這個種類的根莖，木質化比較早，也就是根莖更硬，根瘤菌根本鑽不進去。
“那就隻有嚐試將西瓜的根細胞含有shr-scr分子模塊基因表達。”
陳誠想著，運用基因組合，將shr-scr分子模塊加入了西瓜的根細胞中。
通過模擬，他驚訝地發現，西瓜根中異位過量表達shr-scr分子模塊同樣可以誘導根皮層細胞分裂。
“那就再植入根瘤菌看看。”
陳誠用手操作，將根瘤菌加入了基因改造後的西瓜模擬圖像中。
不到一分鍾，西瓜的模擬生長實驗顯示西瓜的主根部分順利地產生了根瘤菌。
當然比大豆根部產生的根瘤菌少一些。
“雖然少，但應該是夠用了。”
說著，陳誠點開了模擬。
一分鍾後，結果出來了。
【西瓜植株生長正常，植株體型擴大34%，增產41%】
陳誠比較滿意這個結果。氮元素是植物體內組成氨基酸的重要部分，有利於增強光合作用。氮肥可以促進作物細胞進行分裂和生長，促進作物的長勢。
在根瘤菌固氮作用的加持下，西瓜實現增產是肯定的。
先搞定了這件事，陳誠還得研究下一個問題。那就是如何快速地實現土壤改良。
這就是當時陳誠沒有直接告訴曾老他的技術方案的原因。
如果僅僅是增強西瓜根莖，再融合根瘤菌的話，隻是解決了一半問題，另一半問題是，如何盡快改良沙漠土壤。
布裏達說過，他們是靠著讓植物的枯枝落葉腐敗後來改良土壤的結構，增加沙漠土壤粘性，從而增加其含水性。
所以陳誠把眼光放在了如何讓枯枝落葉盡快腐敗這個方向。
眾所周知，在溫潤的環境中，植物細胞腐敗得更快一些。相比之下，沙漠裏雖然氣溫高，但是濕潤程度太低，不利於腐敗微生物的繁殖發育。
其實微生物是自然界中力量最大的生物。
它們存在於世界上的任何位置，人體、動物體內，體表皮膚、空氣中和水中。
同時，它們幾乎能對任何東西進行降解。
微生物降解是指微生物把有機物質轉化成為簡單無機物的現象。自然界中各種生物的排泄物及死體經微生物的分解作用轉化為簡單無機物。微生物還可降解人工合成有機化合物。
當然，大部分的植物死亡後，都是由微生物降解，讓其重新變成營養物質，迴歸到土壤裏麵，增加土壤有機質，改善土壤質量。
秸稈的主要組成成分中，纖維素含量占30%～35%，半纖維素含量占25%～30%，木質素含量占20%～25%，這些成分都可以依靠微生物來進行降解。
植物被降解後可以增加土壤有機質，提高土壤肥力。
陳誠要做的就是研究這些降解微生物的特性，爭取培育出能夠在沙漠環境下生存的，加快植物降解的微生物。
超級計算機裏的資料顯示，降解植物的主要微生物是白腐真菌、黑曲黴、綠色木黴等。
它們對植物的降解過程，就是在適宜的營養(特別是氮素)、溫度、濕度、通氣量和ph值條件下，通過這些微生物的繁衍，使植物分解，把碳、氮、磷、鉀和硫等分解礦化或形成為簡單的有機物和腐殖質的過程。
也就是沙漠並不是缺水的，隻是埋的有點深。
他當即決定先把沙漠西瓜的根係改造得發達一點。
當他把手提電腦裏麵布裏達給他的沙漠西瓜的信息傳輸進係統後，係統很快給出了一個3d虛擬模型。
“分析它的優劣勢性狀。”陳誠道。
【沙漠8號西瓜品種，環境的適應能力比較強，耐貧瘠、耐鹽堿，而且抗性很好，高抗枯萎病、蔓割病，成熟單顆重量在10-20斤】
陳誠翻看資料，發現這個品種的西瓜，瓜型很大。而且資料上心思口感表現突出，肉質脆甜，含糖度高。
下掛中心含糖13度左右，梯度小，即便是西瓜邊緣部位，都是甜的。
這個品種的西瓜雖然瓜皮也比較薄，但韌性強，耐貯運。
可以說算得上是優勢基因很突出的一個西瓜品種了。
陳誠在仔細查看了這個西瓜品種的根係後發現，它的根係算是比較發達的了。
這個西瓜根係的分布既深且廣，主根深度可達1m以上，在主根周圍水平半徑分布可達1.5m。
西瓜是三級根係植物，也就是根係由主根、側根、根毛組成，主要分布在20~40cm耕作土層內。一般在主根及側根上分生4~5級側根，根毛主要著生在主根及側跟上，一級根主要分布在主根近土表20cm處，與主根成40°角，主要跟群分布在30~40cm耕作層土壤。
主根最大可達1m隻是理想狀態，一般情況下都在50cm左右。
陳誠的目標是改良它的根係，讓其主根能紮得更深。
他通過超級計算機很快就模擬出來了根係較為發達的西瓜品種。
但是在用根瘤菌誘導西瓜根部，讓其與之共生的實驗上卻失敗了。
根瘤菌根本不能入侵到西瓜的根部上。
陳誠皺了皺眉，再次點開了超級計算機，查看起相關的文獻來。
原來，這和大豆等豆科植物的基因表達有關。
在豆科植物進化過程中，豆科植物幹細胞關鍵基因scr在皮層細胞表達，另一個幹細胞關鍵轉錄因子shr在維管束表達後移動到皮層細胞，這樣豆科植物的皮層細胞獲得了shr-scr幹細胞分子模塊。
該幹細胞分子模塊賦予豆科植物皮層細胞分裂能力，使豆科植物的皮層與非豆科植物不同。該幹細胞分子模塊能夠被根瘤菌的信號激活，誘導豆科植物苜蓿的皮層分裂，形成根瘤。
而陳誠翻看了其他種類的植物，它們的根部表皮細胞根本就沒有shr-scr分子模塊的基因表達。
也就是說，土壤中的根瘤菌都嚐試過入侵任何植物的根莖細胞，但隻有豆科植物的根細胞才能破裂開，讓根瘤菌進入，並形成根瘤。
通過查看西瓜的根莖細胞，陳誠發現西瓜這個種類的根莖，木質化比較早，也就是根莖更硬，根瘤菌根本鑽不進去。
“那就隻有嚐試將西瓜的根細胞含有shr-scr分子模塊基因表達。”
陳誠想著，運用基因組合，將shr-scr分子模塊加入了西瓜的根細胞中。
通過模擬，他驚訝地發現，西瓜根中異位過量表達shr-scr分子模塊同樣可以誘導根皮層細胞分裂。
“那就再植入根瘤菌看看。”
陳誠用手操作，將根瘤菌加入了基因改造後的西瓜模擬圖像中。
不到一分鍾，西瓜的模擬生長實驗顯示西瓜的主根部分順利地產生了根瘤菌。
當然比大豆根部產生的根瘤菌少一些。
“雖然少，但應該是夠用了。”
說著，陳誠點開了模擬。
一分鍾後，結果出來了。
【西瓜植株生長正常，植株體型擴大34%，增產41%】
陳誠比較滿意這個結果。氮元素是植物體內組成氨基酸的重要部分，有利於增強光合作用。氮肥可以促進作物細胞進行分裂和生長，促進作物的長勢。
在根瘤菌固氮作用的加持下，西瓜實現增產是肯定的。
先搞定了這件事，陳誠還得研究下一個問題。那就是如何快速地實現土壤改良。
這就是當時陳誠沒有直接告訴曾老他的技術方案的原因。
如果僅僅是增強西瓜根莖，再融合根瘤菌的話，隻是解決了一半問題，另一半問題是，如何盡快改良沙漠土壤。
布裏達說過，他們是靠著讓植物的枯枝落葉腐敗後來改良土壤的結構，增加沙漠土壤粘性，從而增加其含水性。
所以陳誠把眼光放在了如何讓枯枝落葉盡快腐敗這個方向。
眾所周知，在溫潤的環境中，植物細胞腐敗得更快一些。相比之下，沙漠裏雖然氣溫高，但是濕潤程度太低，不利於腐敗微生物的繁殖發育。
其實微生物是自然界中力量最大的生物。
它們存在於世界上的任何位置，人體、動物體內，體表皮膚、空氣中和水中。
同時，它們幾乎能對任何東西進行降解。
微生物降解是指微生物把有機物質轉化成為簡單無機物的現象。自然界中各種生物的排泄物及死體經微生物的分解作用轉化為簡單無機物。微生物還可降解人工合成有機化合物。
當然，大部分的植物死亡後，都是由微生物降解，讓其重新變成營養物質，迴歸到土壤裏麵，增加土壤有機質，改善土壤質量。
秸稈的主要組成成分中，纖維素含量占30%～35%，半纖維素含量占25%～30%，木質素含量占20%～25%，這些成分都可以依靠微生物來進行降解。
植物被降解後可以增加土壤有機質，提高土壤肥力。
陳誠要做的就是研究這些降解微生物的特性，爭取培育出能夠在沙漠環境下生存的，加快植物降解的微生物。
超級計算機裏的資料顯示，降解植物的主要微生物是白腐真菌、黑曲黴、綠色木黴等。
它們對植物的降解過程，就是在適宜的營養(特別是氮素)、溫度、濕度、通氣量和ph值條件下，通過這些微生物的繁衍，使植物分解，把碳、氮、磷、鉀和硫等分解礦化或形成為簡單的有機物和腐殖質的過程。