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超级降解微生物1(1 / 2)

 陈诚在超级计算机里,对华夏的几大沙漠地区进行了深入调研后,发现其实大部分沙漠地区在地下1m-2m左右会有普通地区地下10的水含量。

 也就是沙漠并不是缺水的,只是埋的有点深。

 他当即决定先把沙漠西瓜的根系改造得发达一点。

 当他把手提电脑里面布里达给他的沙漠西瓜的信息传输进系统后,系统很快给出了一个3D虚拟模型。

 “分析它的优劣势性状。”陈诚道。

 【沙漠8号西瓜品种,环境的适应能力比较强,耐贫瘠、耐盐碱,而且抗性很好,高抗枯萎病、蔓割病,成熟单颗重量在10-20斤】

 陈诚翻看资料,发现这个品种的西瓜,瓜型很大。而且资料上心思口感表现突出,肉质脆甜,含糖度高。

 下挂中心含糖13度左右,梯度小,即便是西瓜边缘部位,都是甜的。

 这个品种的西瓜虽然瓜皮也比较薄,但韧性强,耐贮运。

 可以说算得上是优势基因很突出的一个西瓜品种了。

 陈诚在仔细查看了这个西瓜品种的根系后发现,它的根系算是比较发达的了。

 这个西瓜根系的分布既深且广,主根深度可达1m以上,在主根周围水平半径分布可达 1.5m。

 西瓜是三级根系植物,也就是根系由主根、侧根、根毛组成,主要分布在20~40cm耕作土层内。一般在主根及侧根上分生4~5级侧根,根毛主要着生在主根及侧跟上,一级根主要分布在主根近土表20cm处,与主根成40°角,主要跟群分布在30~40cm耕作层土壤。

 主根最大可达1m只是理想状态,一般情况下都在50cm左右。

 陈诚的目标是改良它的根系,让其主根能扎得更深。

 他通过超级计算机很快就模拟出来了根系较为发达的西瓜品种。

 但是在用根瘤菌诱导西瓜根部,让其与之共生的实验上却失败了。

 根瘤菌根本不能入侵到西瓜的根部上。

 陈诚皱了皱眉,再次点开了超级计算机,查看起相关的文献来。

 原来,这和大豆等豆科植物的基因表达有关。

 在豆科植物进化过程中,豆科植物干细胞关键基因SCR在皮层细胞表达,另一个干细胞关键转录因子SHR在维管束表达后移动到皮层细胞,这样豆科植物的皮层细胞获得了SHR-SCR干细胞分子模块。

 该干细胞分子模块赋予豆科植物皮层细胞分裂能力,使豆科植物的皮层与非豆科植物不同。该干细胞分子模块能够被根瘤菌的信号激活,诱导豆科植物苜蓿的皮层分裂,形成根瘤。

 而陈诚翻看了其他种类的植物,它们的根部表皮细胞根本就没有SHR-SCR分子模块的基因表达。

 也就是说,土壤中的根瘤菌都尝试过入侵任何植物的根茎细胞,但只有豆科植物的根细胞才能破裂开,让根瘤菌进入,并形成根瘤。

 通过查看西瓜的根茎细胞,陈诚发现西瓜这个种类的根茎,木质化比较早,也就是根茎更硬,根瘤菌根本钻不进去。

 “那就只有尝试将西瓜的根细胞含有SHR-SCR分子模块基因表达。”

 陈诚想着,运用基因组合,将SHR-SCR分子模块加入了西瓜的根细胞中。

 通过模拟,他惊讶地发现,西瓜根中异位过量表达SHR-SCR分子模块同样可以诱导根皮层细胞分裂。

 “那就再植入根瘤菌看看。”

 陈诚用手操作,将根瘤菌加入了基因改造后的西瓜模拟图像中。

 不到一分钟,西瓜的模拟生长实验显示西瓜的主根部分顺利地产生了根瘤菌。

 当然比大豆根部产生的根瘤菌少一些。

 “虽然少,但应该是够用了。”

 说着,陈诚点开了模拟。

 一分钟后,结果出来了。

 【西瓜植株生长正常,植株体型扩大34%,增产41%】

 陈诚比较满意这个结果。氮元素是植物体内组成氨基酸的重要部分,有利于增强光合作用。氮肥可以促进作物细胞进行分裂和生长,促进作物的长势。

 在根瘤菌固氮作用的加持下,西瓜实现增产是肯定的。

 先搞定了这件事,陈诚还得研究下一个问题。那就是如何快速地实现土壤改良。

 这就是当时陈诚没有直接告诉曾老他的技术方桉的原因。

 如果仅仅是增强西瓜根茎,再融合根瘤菌的话,只是解决了一半问题,另一半问题是,如何尽快改良沙漠土壤。

 布里达说过,他们是靠着让植物的枯枝落叶腐败后来改良土壤的结构,增加沙漠土壤粘性,从而增加其含水性。

 所以陈诚把眼光放在了如何让枯枝落叶尽快腐败这个方向。

 众所周知,在温润的环境中,植物细胞腐败得更快一些。相比之下,沙漠里虽然气温高,但是湿润程度太低,不利于腐败微生物的繁殖发育。

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