植物基因工程

俗话说，“懒人种豆”。因为大家都知道，豆类作物不需要施肥，种下后几乎可以坐等收获，是一种“懒人庄稼”。

豆类作物为什么不需要施肥呢？是因为它的根部会与土壤中的根瘤菌结合而形成根瘤，而根瘤菌会把空气中的氮元素转变成植物能直接利用的形式，源源不断地供给植物。这也就是说，每一棵豆科植物都拥有一座小型的氮肥厂，自给自足，绰绰有余。土壤中根瘤菌到处都有，独有豆科植物对它有吸引力。这是因为豆科植物有一种固氮基因，这种基因到根部发育到一定阶段就会起作用，向土壤中的根瘤发出信号，欢迎它们来作客、“定居”。

当基因工程方兴未艾之时，一个极其动人的主意很自然地跳了出来：如果把豆科作物的固氨基因转移给水稻、小麦、棉花，那该多好！不要说省去了成亿吨的化肥，也不要说省去了施肥的大量劳力，就对于改善土壤结构、保护生态环境来说，这也是功德无量的好事。

所以，在整个植物基因工程中，固氮基因的转移成了王冠上的明珠。许多学者孜孜不倦地进行着研究，希望早日攻下这座堡垒。让我们来看看植物基因工程的进展。

植物基因工程有多种方式，如杂交育种、细胞融合、DNA重组等等。其中，最复杂也最先进的当属 dNA重组。由于植物基因工程的对象都是结构和遗传规律比较复杂的高等植物，而且植物细胞有比较坚实的细胞壁，所以，要将外来的基因导入植物细胞要比导入微生物和动物细胞困难得多。寻找一种合适的载体，是这一技术的关键。

70年代，两位比利时人在这个关键问题上取得了突破。他们发现了一种大颗粒质粒--Ti质粒，这种质粒能顺利地进入植物细胞的核内，把自己所带的 dNA片段“硬塞”给植物的 dNA。Ti质粒的“娘家”是一种根癌土壤杆菌，所以它把 dNA片段硬塞给植物后，植物就会生癌。这可是会致命的癌，不是豆科植物的那种根瘤。从这一点来说，Ti质粒是个坏种。可是它具有携带、硬塞 dNA片段的通天本领，科学家就请它来当运输大队长，带上特定的DNA片段，进入特定的植物细胞。试验下来，居然一切顺利。

从事 ti质粒研究的科学家越来越多，而 ti质粒立下的功劳也越来越多。由它带进植物细胞并得到表达的基因已有数十种。这中间有其他植物的基因，也有微生物的基因、动物基因，甚至还有人的基因??人的生长基因，真是有点不可思议！

除了 ti质粒，人们还找到了其他的载体，如某些病毒；还采取了其他手段，如微量注射。听以，植物基因工程至今已是硕果累累。我们随手可以捡出几个例子：

接受了细菌的杀虫毒素基因的烟草--这种烟草不怕虫咬了；

导入了抗枯萎基因的棉花--这种棉花不会得枯萎病了；

接受了抗除草剂基因的水稻--在这种水稻的田块里可以放心施用除草剂了；

导入了大豆、玉米的蛋白质基因的水稻、小麦--它们的蛋白质含量比同类高出一大截。

非常可惜的是，将豆科植物的固氮基因转移给重要经济作物的研究，尚未有重大进展。科学家们通过 dNA重组，已经使大肠杆菌也具备了像根瘤菌那样的固氮能力。然而，要使稻麦、棉花接受固氮基因长出根瘤，至今仍困难重重。

不过，既然植物基因工程已经取得了那么多丰硕成果，既然已经明确固氮基因转移是植物基因工程的辉煌目标，既然已经有许多科学家在为实现这 一辉煌目标而奋斗，我们有理由相信，不需要施肥的稻、麦、棉花，总有一天会在地球上出现，在地球上推广。