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第17章 植物探秘(3)

一种植物的生活习性总是经过长时期的适应选育和淘汰而遗传下来的。同时,更多的情况是由于植物本身受到光照、温度等外界条件的影响而引起的。植物开花总要两个阶段,即花蕾形成阶段和花蕾开放阶段。植物在长出花蕾时,是植物发生重要变化的时期。在此期间,植物会受到各种条件的影响,其中最重要的是温度和日光的照射时间。植物在花蕾形成期间,按对光照时间的要求可分成三类:一类是短日照植物,这种植物需要有一个在一定时间内没有光照的周期;另一类是长日照植物,这种植物需要有较长时期的光照;还有一种植物,它的花蕾的生长与日照长短无任何关系。另外,植物在花蕾开放阶段需要适宜的温度。有的需要高温,有的需要低温。例如,牵牛花既需要阳光又害怕过强的阳光,清晨的温度正好适合它的要求。另一些植物,它们害怕强烈的阳光,总是白天闭合,晚上才开花。如夜来香、月光花、昙花等。有的植物花蕾长出后不一定很快就开放。像郁金香,樱花等,就是秋天长花蕾,等到来年春天才开花。植物为了在各种条件下顺利生长,便适应了环境,将花期固定下来。所以说植物的花在一定的时期开放,是适应外界生活条件而形成的一种习性。

观叶植物怎样越冬

观叶植物多产于热带、亚热带地区,其生长势强健,要是保持25~30℃的生长最适温度,一年四季均能连续生产。在四季变化明显的地区,寒冷时节常会因接触突然的低温而造成植物冻死或枯萎。若能在放入室内前,先在室外充分接触初秋时节的低温气候,以增强自身的抗寒能力,就能逐渐地适应很低温度的环境。因此,从初秋到晚秋时节,应让植物充分接触逐渐降低的气温,使植物逐渐适应寒冷的气候;同时,逐渐减少浇水量,强制性地使植物进入休眠状态,以增强耐寒力。当冬季到来时,移入室内的观叶植物,尤其是有暖气设备的房间,要时常向叶面喷洒雾状水,以提高空气湿度。房间内的昼夜温差应尽可能小些,黎明时的室内最低温度不能低于5~8℃,白天应达到8~20℃,若能达到上述要求,一般是可以顺利越冬的。

监测污染的能手

唐菖蒲是茑尾科植物家庭的著名花卉,原产非洲南部,亭亭玉立的穗状花序上,开着红黄色、白色或淡红色的花,鲜艳夺目,温馨可人。然而,唐菖蒲的闻名并不在于它的美丽,而在于它对空气污染特别敏感,当空气中氟化物达到一定浓度时,叶片就会因吸收氟表现出伤斑、坏死等现象,向人们发出污染“报警”信号。唐菖蒲的“报警”本领远远超过了人类本身的感觉能力。将唐菖蒲置于1~10×10—9的氟化氢浓度下,几小时至几天后唐菖蒲叶片就出现受害反应,而人类对如此低的浓度根本无法“嗅出”。到了20世纪70年代,我国开始利用唐菖蒲对氟化物污染的工厂或地区进行实地监测,取得了很好的效果。用唐菖蒲来监测某磷肥厂的氟污染,不仅能进行“定性”,还能根据叶片的受害程度和含量进行“定量”,结果都相当准确。20世纪七八十年代,唐菖蒲被广泛用于我国的环境生物学研究,被称为氟污染指示植物,是环境监测不下岗的“哨兵”。

光照和气温会影响开花

对某些花卉植物来说,光照的强弱对其绽开与否有极为明显的影响。如草茉莉在傍晚弱光时开放,到第二天日出即闭合;昙花也一般在晚上开放;而半支莲、酢浆草则必须在强光下才能绽开,日落后就闭合。同样,气温对花的开放也有一定程度的影响。各种花卉的花芽分化都需要一定的温度。秋播的草花必须经过一段时间的低温后,才能形成花芽,并进一步开花。春播的一年生草花必需经过适当的高温才能形成花芽。

花卉与土壤的关系如何

土壤是花卉生长好坏的重要因素之一。不同花卉对土壤质地、酸碱度的要求是不同的。土壤质地指的是土壤的物理性状即土壤黏性、砂性程度。根据土壤黏性和砂性程度,一般分为砂土,壤土和黏土三大类。土壤颗粒直径小于0.01毫米在10%以下的为砂土,占6%以上的为黏土,介于两者之间的为壤土。黏土、砂土、壤土又根据黏砂程度不同分为若干等级,如重黏土、轻壤土等。牡丹以砂质壤土为宜,兰花则以森林山沟中的腐叶土为最佳。有些花卉对土壤酸碱度的要求比较严格。土壤的酸碱度等于7的为中性,小于7的为酸性,大于7的为碱性。月季要求pH值6~6.5,山茶要求pH值5.5~6。部分南方花卉如苏铁、茉莉等长期在北方栽培后,往往因土壤呈碱性而生长不良,这就需要施些淡淡的硫酸亚铁水,使土壤呈酸性,以适应其生长。

花卉生长需要哪些肥料

花卉和其他植物一样,在生长过程中需要多种元素为养料,尤其对氮、磷、钾需要量最大。因此,观茎叶的花卉可常施些氮肥,但用量不宜过多,否则易使花株徒长、倒伏,特别是在缺磷、缺钾的情况下则更严重。磷肥能促进根系发育,增强花的香味,使果实充实饱满、品质好、产量高,增强抗旱、抗寒能力。因此,观花、观果的花卉应多施些磷肥。钾肥能促进植株对氮、磷的吸收,有利于淀粉及糖分的形成,使茎叶茁壮、枝干坚实,不易倒伏,增强抗病及耐寒力,促进球根花卉根部生长发育。

空气对花卉生长的影响

空气环境与花卉植物的生长有密切的关系。空气中一般氧气占21%左右,花卉的各部分都需要进行呼吸氧气,呼出二氧化碳。特别是种子萌发、花朵开放时呼吸作用特别旺盛。所以种子不能长时间泡在水中,否则会因缺氧而不能发芽。土壤积水或板结也会造成缺氧,而使根系呼吸困难造成生长不良,严重时引起烂根等现象。所以需要经常松土、清除积水,保证土壤中有充足的氧气;空气中二氧化碳的含量很少约为0.03%,它是光合作用的原料,当空气中二氧化碳含量增高10倍以内时,光合作用速度随着增加。但过量时反而会使光合作用受抑制;在工矿区周围空气常被污染,如二氧化硫、氯气、一氧化碳、氟化氢等,这些气体即使含量极微,对花卉生长也十分有害。有害气体对花卉的伤害分为急性伤害、慢性伤害、不可见伤害三种。急性伤害往往在短时间内使叶或花发生坏死斑、点,或落花。慢性伤害使叶变小变形,并使花期推迟或开花少、小,甚至不开花结实。不可见伤害又称为生理性伤害,看不到外部的症状,但植物的一些生理活动如光合作用、呼吸作用及一些合成分解代谢均受到抑制或减弱。

高山生态环境的改变

受全球变暖影响,许多高山生态环境中的植物无法在原来的生长地生存,正在以不同速度向更高海拔处“逃生”,一些物种面临灭绝危险。各植物物种的理想生长范围都在向海拔更高的环境移动,而且移动速度相当快。这一趋势与法国山区的气温上升情况相符。研究还发现,从单个物种来看,不同物种向高处迁移的速度各不相同。一些仅在高山地带生存的物种如高山野花等迁移较快,而那些能在低地生存的植物迁移步伐相对慢一些;生命周期较短的植物如草本植物迁移很快,而成熟较慢的树种迁移则较慢。科学家总结说,不同植物物种移动速度不同,意味着气候变化正在把高山物种之间微妙的物种关联“打乱”,整个高山生态环境的构成变化可能导致一些物种走向灭绝。

探秘花序

花序是指植物开花的排列方式,自然界中大约有数千种花序范例。长期以来,科学家们以为花序的不同形式是由完全不同的机制造成的,不同花序其实只是同一机制不同方面的影响结果。研究人员阐述了造成花序差异的数学模型、分子遗传机制以及进化过程。他们提出的模型的一个显著特点就是能够预测植物局部的花序结构,并且使科学家们认识到一些花序类型是不可能存在的。这一统一理论最为关键的部分在于,在新开发的计算机数学模型里,微小的改变就能产生不同的花序结构。此后,遗传学家将此模型与实际的植物基因联系了起来。

番木瓜基因组草图

科学家成功绘制出了番木瓜的首张基因组草图。这是继拟南芥、水稻、白杨和葡萄之后,科学家迄今破译的第五种被子植物的基因组序列,将为研究开花植物的进化提供新信息。

植物致病菌的机制

一种细菌叫假单胞菌丁香致病变种,能导致豆类患细菌性棕斑病。科学家将细菌中的一个恶性因子分离出来,经过基因改造,细菌移除了这个因子,同时也丧失了进攻植物的能力,这证实了这个因子的感染能力。通过研究一种导致多种植物病变的细菌的致病机制,能帮助人类研制出抗癌新药。

番茄红素

从西瓜中提取的番茄红素,番茄红素有抗癌和抗衰老的功效。有些国外实验室和公司提取的番茄红素纯度只有1%到15%,新工艺提取的番茄红素纯度高达80%。果蔬中所含的番茄红素是一种淡红色自然色素。番茄红素不仅可有效抵抗癌症和心血管病等,还可延缓衰老。过去生产的番茄红素制剂只能用油溶解,而用新工艺生产的番茄红素制剂可溶于水,从而增加了制剂的实用性。

植物光合能力强的机理

玉米、甘蔗等植物比其他植物光合能力强,秘密在于其叶绿体中的特定蛋白质“NDH”。玉米、甘蔗、狗尾草等在阳光和温度适宜的场所比一般植物光合能力高1.5倍,因为这些植物叶绿体有浓缩二氧化碳的机能,然而,浓缩二氧化碳需要的能量从什么地方获得,人们并不清楚。研究人员在研究这些植物与浓缩二氧化碳相关的细胞时,发现和其他植物相比,它们的“NDH”蛋白质数量要高出数十倍。正是“NDH”蛋白质为它们浓缩二氧化碳提供了必要的能量。如果采用基因技术让水稻和小麦等农作物具有同样数量的“NDH”蛋白质,将有望提高农作物产量。

香米“致香”基因

香米之所以香,其实是因为发生了基因突变。香米实际上包含有非正常基因。以泰国茉莉花香米为例,在它的基因图谱中,有8个基因处于“停工”状态。这正是引发这种大米散发出茉莉花香的最主要原因。大米基因组由约5000个基因组成。科学家正在研究将其他大米基因组中相同位置的8个基因“人工破坏”,使其处于“停工”状态,从而达到改普通米为香米的目的。通过相同的方法,一些普通品种的玉米、稻谷、小麦、豆子和椰子都可以得到人工改良,从而提高质量和产量。

耐洪水稻基因

科学家们鉴别出了一个基因,能够让水稻在水下生活长达两个星期,这让人们可能培育出新的水稻品种,能够耐受灾难性的洪水。大约四分之一的水稻生长在容易发洪水的地方,洪水每年造成了南亚和东南亚地区稻农超过10亿美元的损失。尽管水稻长期生活在一定深度的水中,绝大多数水稻品种在被完全淹没的情况下,活不了一个星期。但是其它一些稻种能够在水下生活长达2个星期。一个国际科学团队研究了这些耐受洪水稻种的DNA。他们发现了一个不耐受洪水的稻种缺乏的基因。当科学家们把这个基因移植到一个亚洲高产稻种上时,他们进一步发现新培育的稻种能够保持高产特性,同时也能够忍受完全被淹没。

世界上第一朵花

南京古生物博物馆内“热河生物群”展区,有一块名为“辽宁古果”的化石。化石上有一株貌似蕨类的分叉状枝条,其似叶子的部分呈凸起状,又与常见的蕨类植物类似。这个距今1.45亿年前的化石被认为是“迄今唯一有确切证据的、全球最早的花”。被称为“世界上第一朵花”,它是世界上最早的被子植物化石,即是现在鲜花的“祖先”。

“探雷尖兵”拟南芥菜

丹麦科学家通过改变一种拟南芥菜的基因,使其成为探雷的“尖兵”。如果附近土壤中藏有地雷,这种转基因植物会从绿色变为红色。借助飞机检查将可以毫无风险地观察到这一颜色变化,从而发现地雷,这种拟南芥菜含有一种通常到秋季才会发挥作用、并使植物叶片变成明红色的基因。科学家对这种植物进行了基因工程处理,使这种变色基因在遇到二氧化氮时就会“开启”。大多数传统炸药都会至少释放出少量的二氧化氮,转基因拟南芥菜能够通过根部感知这种气体的存在。这种转基因拟南芥菜能够有效探测到地雷。在3周到5周后,转基因拟南芥菜的颜色就会因地雷的存在而发生改变。但一些专家也指出,拟南芥菜的根扎入土壤不够深,所以这种方法只能发现靠近地表的地雷。此外,这种欧洲土生的拟南芥菜能否在其他气候环境下繁殖现在还不清楚。

科学家为植物“平反”

以前有些人认为,植物也会排放大量的温室气体,这种观点对植树造林保护环境提出了质疑。指出植物排放的甲烷占全球甲烷排放总量的30%,而甲烷是一种重要的温室气体。这使人们重新思考植物与环境的关系,避免盲目植树造林。荷兰科学家为此进行了种植实验,在密闭空间里种植了6种不同的植物,并利用分子技术监测和采集植物所释放的物质,结果不但没有采集到任何甲烷气体,而且没有任何迹象显示这些植物以其他方式参与了甲烷排放。

“液体”木材解决环境污染

科学家用天然纤维、再生塑料等复合在一起研究出一种像木头一样的材料,这种新型材料不仅具有天然纤维的外观特性,而且保留了塑料的化学稳定性能,可以广泛代替木材、塑料等用于建筑、汽车、装饰、运动休闲等行业,能有效解决环境污染问题。木屑、秸秆、稻壳、竹片、麻纤维等在我国的资源十分丰富,但是其利用率却很低。同时,废弃塑料产生的污染物也越来越多,目前已经成为固体废弃物的主要成分之一。将这两种材料经过适当的工艺处理后,使其有机地复合在一起,制成了一种新型的材料。它外表看上去同普通的原木无异,同时又保留了塑料的化学稳定性,既可像木材一样钉、钻、刨、上螺钉,也可像塑料一样成型加工。

烈火中的“英雄树”

落叶松就是一种不怕火烧的树种。它为什么能够“劫后独生”呢?这是由于落叶松那挺拔的树干外面包裹着一层几乎不含树脂的粗皮。这层厚厚的树皮很难烧透,大火只能把它的表皮烤糊,而里面的组织却不会被破坏。即使树干被烧伤,它也能分泌一种棕色透明的树脂,将身上的伤口涂满涂严,随后就凝固了,使那些趁火打劫的真菌、病毒及害虫无隙可入。因此,落叶松就成了过火林中的令人瞩目的“英雄树”。

多肉植物将称霸世界

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