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讀者侯懿軒：您好，我是一名初中生，聽說中國已經(jīng)培育出可以在鹽堿地種植的橡膠樹了，請問這種橡膠樹是通過基因工程使細(xì)胞膜的過濾作用更強從而達(dá)到在鹽堿地生長的目的嗎？
高強：首先感謝你對新疆鹽堿地種植橡膠草的關(guān)注，并對你深入思考、勇于提問給予表揚。
橡膠樹，別名三葉橡膠樹、巴西橡膠樹，為大戟科橡膠樹屬多年生喬木，在新疆無法生長，僅在我國熱帶地區(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)和突孜庫勒湖等區(qū)域，可以在我國北方的溫帶地區(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。
橡膠草與橡膠樹、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，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，綜合開發(fā)價值巨大，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得好嗎？橡膠草在鹽堿地試種，起源于我們長期對野生橡膠草原生境土壤理化性質(zhì)、氣候環(huán)境和橡膠草生長特性、橡膠含量的觀測。試驗發(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，一般作物無法生長），pH高達(dá)9.44。然而，生長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)證實了這個結(jié)果。之后，我們在實驗室里用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。試種過程中，橡膠草出苗整齊，生長良好，未受到明顯的鹽堿危害。經(jīng)10月底小區(qū)測產(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值無顯著變化，全鹽含量由6.38‰降至2.2‰（結(jié)果還在持續(xù)驗證中）。這說明橡膠草不僅能在鹽堿地上生長，還能改善土壤環(huán)境。
是不是通過基因工程讓細(xì)胞膜更“能過濾”？你的想法挺有科學(xué)道理的——植物細(xì)胞膜確實有“過濾作用”：它能讓對身體好的離子（比如鉀離子K+）進去得多，讓對身體有害的離子（比如鈉離子Na+）進去得少，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，現(xiàn)在這些“耐鹽堿的橡膠草”并不是通過基因工程改造細(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，并沒有用基因工程。我們是按照中央一號文件提出的，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)思想來做。新疆鹽漬化土壤總面積大約有1460萬公頃，占全國鹽漬化土壤總面積的40.7%，選擇合適的鹽堿地種植橡膠草，有望解決國內(nèi)天然橡膠長期依賴進口的問題（依賴度超過80%）。
那“過濾作用”是否與橡膠草的耐鹽性有關(guān)呢？這真是一個非常棒的追問！科學(xué)家們確實正在對此展開研究，但目前尚無法得出定論。我們推測，橡膠草的耐鹽性或許與以下幾個因素相關(guān)：細(xì)胞膜的過濾及離子平衡機制；葉面厚實的蠟質(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，助力它們在“又咸又堿”的土壤中避免脫水。這些過程極為復(fù)雜，仍需大量的理論基礎(chǔ)研究來解答。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題。期望同學(xué)們在未來的學(xué)習(xí)中依舊保持好奇心、勇于提問，未來完全有機會成為下一位研究植物適應(yīng)環(huán)境的科學(xué)家。
統(tǒng)籌：吳婷
策劃：宋文珍 鄧雅英
責(zé)任編輯：張兆都
