美《科学新闻》文章：《新的绿色革命》（续完）

化肥的短缺及其价格猛涨促使了人们试图扩大和改进某些植物的自肥能力。这个方法可以分两方面进行。在豆科植物方面，根瘤细菌感染植物的根部，根部把纤维送到专门的细胞，可以在大豆和类似植物根部看到必然有的瘤，这就是这些细胞在生长。在这类植物中，细菌构成定氮酶，它是一种催化“固定”作用的酶，结合大气中的氮成为植物可以利用的化合物。在某些“热带草本”（这是一个属名，包括甘蔗等植物）方面，在植物根部系统周围的土壤环境中，荚膜菌和固氮细菌等“自由生活”细菌很繁盛，在那里固氮。目前的研究集中于怎样模拟这些天然发生的过程，以及怎样把植物和细菌之间的这种共生关系扩大到没有这种能力的作物身上。
长期以来豆科植物使科学家感到失望。它们不大吸收化肥，只能在温带生长。对于怎样着手最好有两派思想。一派认为应集中于研究细菌怎样制造定氮酶。这一派的科学家认为，在土壤中施化肥不起作用的原因是因为这样做恰恰关闭了细菌的定氮酶生产，于是豆科植物吸收人造化肥而不吸收它自己根部系统制造的氮化合物。
另一派思想认为，真正的问题是豆科植物（以及其它植物）中发生的一种浪费的化学作用。这种化学作用叫“光呼吸作用”。之所以浪费，是因为这种作用可以或则是利用一个碳原子制造有用的碳水化合物，或则是吸收一个氧原子产生毫无用处的东西——同时却浪费掉能量、时间和另一个碳原子。这一派认为，如果光呼吸作用可以加以控制，就没有理由去担心为获得较高产量的定氮酶生产。这些科学家为了说明他们的观点，在二氧化碳含量很高氧气含量很少的人造大气中种植大豆，以便使光呼吸作用减少到最低程度。据他们报告说，其结果是豆产量增加了一倍。
热带草本没有光呼吸作用。它们的特殊的光合作用方法使它们可以尽量利用它们所获得的阳光，而不象其它植物的光合作用机制在饱和之前只能接受那么多阳光。
在热带地区，随着耕地的开辟，农业家正在仔细研究热带草本，寻求促进居住在植物根部系统的固氮细菌生长的方法。对于这种松散的“联系共生”，人们还不大了解，但是看来根部环境是细菌生长理想的地位。例如，在国际稻米研究所，在稻田中喷洒磷或钾使细菌的固氮作用大大提高，以致不用再施人造肥料。
然而，农业遗传学家还有一个更大的理想：通过广泛的杂交把这种固氮能力过渡给新的作物。在同一品种的成员中，杂交并不难（不过涉及到的工作却是极其沉闷乏味的）。把一朵花的制造花粉的花粉囊剪掉，把另一种植物的花粉撒在第一朵花的雌芯或产籽部分。然而，在不同种的花之间试验这个做法时，往往毫无结果。若干种新方法有希望为克服这个困难提供方向。
第一，阻止一种植物的卵接受另一种植物的花粉的遗传物质的机制，同人体排斥移植的器官的免疫反应有某些类似之处。有些科学家循着这个想法，已成功地利用了类似压制人体免疫反应的药物使不同品种之间可以杂交。通过辛苦地抚育由此产生的胚，以及用化学方法引起它的染色体自己繁殖，他们已成功地培育出兼有父母优点的能生育的植物。其中之一是在墨西哥的国际小麦玉米中心培育出来的ＴＲＩＴＩＣＡＬＥ，它是用小麦和黑麦杂交培育出来的，象前者一样高产，又象后者一样能抗病抗旱。
另一项技术——还没有完善——是取两种植物的各别细胞，剥掉纤维素外壁，然后把由此获得的“原生质体”融合。两个细胞的遗传物质混合到一起，通过激素仔细地操纵，可以使得一种新的植物生长。州立密执安大学的彼得·卡尔森利用这项技术已培育出一种具有双亲可取特性的能生育的烟草。大豆和大麦之间的原生质体融合也已成功地实现，但是卡尔森说，使相差这么远的杂交品种达到成熟的技术还没有。（续完）