“模擬根瘤菌入侵大豆根系的過程。”陳誠道。

【好的】

要研究新的改良型根瘤菌,必須得把它從入侵大豆根系,到最後實現共生的過程搞清楚。

當系統投射出來大豆根莖的3D虛擬影象後,陳誠把它們放大到微結構大小,以方便觀察。

透過直觀的模擬,陳誠看到當豆科作物萌發並長出根毛後,根瘤菌受根毛分泌的凝集素的刺激和吸引,大量聚集在根際和根表上。

根毛與根瘤菌接觸後,首先是細胞壁變軟,發生根毛卷曲,然後是細胞壁內陷,根瘤菌隨之侵入根毛,直至根的皮層。

隨後,根瘤菌在皮層大量繁殖並轉變為類菌體,此時根部皮層大量增生,形成瘤狀組織,最後突出根部形成根瘤。

當有效根瘤的剖面呈粉紅色時,說明根瘤進入成熟階段,開始固氮,並向植株提供氮素。

整個過程系統透過特殊標記,讓陳誠看得一清二楚。

要說根瘤菌固氮的這個特殊技能,陳誠看了是真羨慕。

試想一下,要是所有的農作物,比如水稻、小麥等,如果都能和根瘤菌共生,那它們就不再需要人工施灑那麼多氮肥,這得節約多少資源,為農民節約多少成本。

生物固氮作為潛在的新型氮肥來源,對於農業可持續發展具有重要意義。最環保也最節約。

陳誠覺得如果研究透了豆科植物生物固氮的新調控機制,進一步提高了豆科植物的固氮能力。

那接下來完全可以利用已有的技術基礎,開展對水稻和玉米等非豆科植物實現自主固氮的研究。

如果這個目標成了,那將大幅度降低工業氮肥的使用,對於節約農業生產成本和生態環境保護的意義不可謂不重大。

要是其他研究人員,可能幾輩子都不能實現。

但對手握系統的陳誠來說,這事兒不會太難。

想到這裡,陳誠的思維停在根瘤菌固氮的原理上。

令他沒有想到的是,根瘤菌是直接把N2轉化為了氨肥!

化學式是:2NO+O2=2NO2

也就說是,它需要的氮元素,來自於空氣中的氮氣。

而空氣的構成中,80%為N2!

根瘤菌中的鉬鐵紅蛋白質催化反應N2復原為二氧化氮。然後二氧化氮與根瘤菌內的酸性物質反映,轉化成氨鹽。

隨後氨鹽在根瘤菌內一系列羥基划水解作用下變為有機化學胺,比如碳水化合物隨後,浸染綠色植物根表皮層的根瘤菌的一部分有機化學胺和無機物銨釋放出來,被綠色植物運用。

找到了這個關鍵點,陳誠的思路一下子就開啟了。

根瘤菌只能在大豆的根莖部位寄生,這是不是就限制了它在大豆植株中的含量?

如果說把它改造成能在植物莖葉上都能存活,那根瘤菌的生存空間擴大了好幾倍,那它的固氮量也就會直線上升!

陳誠有些激動,他感覺自己發現了一片新的天地。

正當他準備開始實驗時,實驗室外面有人敲門。

“陳誠在嗎?”

是趙峰的聲音。

陳誠連忙走了出去,隨手帶上了裡間的門。

“趙校長,我在呢。”

“聽同學說你回來了,給你打電話你沒接,我就親自來找你了。”

陳誠道:“我做實驗的時候把手機關靜音了。趙校長你有什麼事?”

“今天下午,新的實驗大樓剪綵。我特地來通知你。”

“這麼快?”陳誠詫異道。

當時計劃的是兩個月封頂,四個月裝修完畢交付,沒想到現在才過了兩個多月,實驗樓就建成了。