（蘭州大學(xué)報(bào)記者 吳振榮  學(xué)通社記者 柯溢能）羅布泊干旱的沙漠里長(zhǎng)出牧草，重現(xiàn)“風(fēng)吹草低見牛羊”；民勤一毛不拔的鹽堿地里種植小麥和牧草，這些美好圖景似乎不再是天方夜譚。

　　在“973”等項(xiàng)目的資助下，蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)（第一作者和第一通訊聯(lián)系人）的研究小組最近在國(guó)際著名綜合雜志Nature Communications上發(fā)表了關(guān)于胡楊抗逆機(jī)制的最新成果。該項(xiàng)研究結(jié)果獲得的基因資源已經(jīng)在西部楊樹和本地牧草的栽培中得到應(yīng)用。根據(jù)這一研究，通過(guò)對(duì)植物抗逆關(guān)鍵基因的篩選和分子設(shè)計(jì)，將來(lái)有可能培育出適應(yīng)西北鹽堿與荒漠土地種植的牧草、作物和樹木新品種。

　　胡楊“生而千年不死，死而千年不倒，倒而千年不朽”，是生長(zhǎng)在荒漠沙地中的珍奇喬木樹種，它耐寒、耐熱、耐鹽堿、抗風(fēng)沙，被譽(yù)為“沙漠之魂”。作為沙漠中唯一成林的珍奇樹種，胡楊可將它的根系深扎至20米以下的鹽堿地層中吸取并貯存水分，頑強(qiáng)不屈、傲岸屹立在廣袤無(wú)垠的大漠中。

　　人到了海里如若沒(méi)有淡水的補(bǔ)給，常常會(huì)面臨周邊全是海水卻依然渴死的悲劇。生活里我們吃多了太咸的食物常常覺(jué)得“齁得慌”，口干舌燥。這都是因?yàn)辂}分進(jìn)入人體細(xì)胞，高滲性脫水導(dǎo)致“口渴”?；哪貐^(qū)降水量小，蒸發(fā)量大，導(dǎo)致溶解在水中的鹽分容易在土壤中積聚，類似海水一樣限制了植物的正常生存，然而胡楊依靠其強(qiáng)大的離子轉(zhuǎn)運(yùn)功能，將體內(nèi)多余的鹽分排出，在生命望而卻步的沙漠中存活下來(lái)。據(jù)悉，胡楊在高鹽脅迫下能夠保持較快的生長(zhǎng)速率和光合效率，其抗鹽濃度高達(dá)450mM。

　　植物適應(yīng)高鹽環(huán)境的能力主要來(lái)源于負(fù)責(zé)離子轉(zhuǎn)運(yùn)基因的特異性表達(dá)，這些基因像“搬運(yùn)工”一樣，將細(xì)胞中的鈉離子抽出，同時(shí)將游離的鉀離子搬入細(xì)胞內(nèi)以補(bǔ)充細(xì)胞內(nèi)離子濃度，也同時(shí)保證水分平衡，從而讓植物不至于因?yàn)椤胞}多水少”而“渴死了”。研究者們發(fā)現(xiàn)，胡楊內(nèi)負(fù)責(zé)離子轉(zhuǎn)運(yùn)的10類關(guān)鍵基因中要么增加了基因數(shù)量，要么基因發(fā)生了快速適應(yīng)性突變或上調(diào)了表達(dá)量；前者類似給“搬運(yùn)工”多找了幾個(gè)幫手，正所謂一個(gè)好漢三個(gè)幫，人多力量大；而后兩類變化類似增加了“搬運(yùn)工”的力氣；這些變化一起促進(jìn)了胡楊“排鈉保鉀”的順利進(jìn)行，賦予胡楊驚人的抗鹽能力，將沙漠中的地下鹽水汲進(jìn)主干，然后將水分中的鹽堿通過(guò)枝干排出體外，排出的鹽堿有時(shí)猶如眼淚一般，形成“胡楊淚”。

　　胡楊“千年不倒、千年不朽”的美譽(yù)可能是源于其較高的木材硬度。雖然胡楊木材的硬度沒(méi)有鐵木以及其它可用于制作“槍托”和“大船”的木材硬，卻比它的近親-其它楊樹確實(shí)高多了。木材主要是由一種死去的叫做“木纖維”的細(xì)胞組成的?！澳纠w維”的細(xì)胞壁以及細(xì)胞壁上沉淀的木質(zhì)素，在一定程度上決定了木材的硬度。木纖維細(xì)胞壁構(gòu)成類似人類房屋的框架，而木質(zhì)素好比房屋框架上增加的水泥，對(duì)房屋起到加固作用。胡楊的細(xì)胞壁較毛白楊、新疆楊等普通楊樹，要厚1/3左右，而木質(zhì)素含量要高8.2%-31.3%；因此，胡楊的木材較硬，也更能耐水抗腐。研究者們對(duì)胡楊基因組成和基因表達(dá)的解讀也發(fā)現(xiàn)，負(fù)責(zé)胡楊細(xì)胞壁構(gòu)建的幾類基因，數(shù)量上明顯增加了，部分基因的表達(dá)量增加了，說(shuō)明胡楊“不倒、不朽”是有其遺傳基礎(chǔ)的。

　　胡楊，神奇的胡楊！它帶給的不只是沙漠拓荒者的陰涼，隨著對(duì)它抗逆機(jī)制的進(jìn)一部解讀和利用，還會(huì)帶給我們更多的驚喜！

（照片由劉建全教授提供）

　　（《蘭州大學(xué)報(bào)》第845期　一版）