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。