转基因的未来：先进技术如何赢得消费者的心？

基因改造在全世界都是一个有争议的话题。

美国的加利福尼亚经历了四年的干旱。这不是一场普通的干旱——根据科学家的说法，这是一千年来最严重的干旱，是由全球气候变化造成的。加州面临的形势非常严峻。布朗州长必须签署两项紧急措施，并花费10亿美元来缓解干旱和建设水利基础设施。农业是受打击最严重的行业，缺水已经让农民损失了数十亿美元。此外，加州的干旱只是开始。科学家预测，在未来的30到90年里，世界上将会出现严重而广泛的干旱。世界上75%的淡水用于农业生产。干旱将导致大面积的农业减产，除非能找到一条路，用更少的水维持所有作物的当前产量。

这是通用技术想要解决的问题之一。

耐旱性一直是基因工程师最重要的特征之一，但在过去的几十年里，他们只培育出少数耐旱品种。孟山都公司的抗旱玉米是唯一已经商业化应用的转基因抗旱作物，并且刚刚投放市场。现在，科学家们正在积极寻找有效利用植物基因水的秘密。

悉尼大学农业与环境系的彼得·弗兰克斯说:“我们现在有了必要的基因工具来预先设计出能够适应未来干旱天气的作物。”。"我们的研究目标是用更少的水保持甚至增加作物产量."

他们已经这样做了。他们最近发表了一篇文章，详细描述了一种基因(EPF2)的过度表达如何在干旱环境下赋予拟南芥更多的生长优势。

EPF2基因负责编码中小型生化肽，这些肽负责控制叶片中用于气体交换的气孔数量。这些气孔也是水分蒸发的通道，所以有更多气孔的植物需要更多的水分。通过控制EPF2的基因表达，研究小组创造了一种叶子上气孔较少的植物，正如预期的那样，它消耗的水分较少。但最重要的是，尽管这种新植物需要更少的水，但它进行光合作用和繁殖的能力不会受到任何影响，尤其是在二氧化碳含量高的环境中。换句话说，他们已经创造了一种植物，这种植物将来可以在干燥且充满二氧化碳的环境中茁壮成长。

目前，对转基因作物的批评主要针对现有的转基因作物，其主要特点是抗杂草育种(抗农达转基因作物)和防虫(抗虫转基因作物)。然而，基于这些作物来判断转基因技术的潜力是不合适的。

即使在现有的转基因作物品种中，也有一些对环境有益的品种。例如，德国马克斯·普朗克研究所的科学家上个月引进了一种新型的抗虫害马铃薯。这种新的转基因作物可以抵抗科罗拉多马铃薯甲虫。这种甲虫被称为“国际超级害虫”，因为它产生了很强的抗药性，并且不怕上个世纪使用的所有主要杀虫剂。这种新的抗虫害马铃薯不同于传统的转基因作物。它不能通过生产普通杀虫剂杀死这种害虫。相反，它会产生一种特殊的杀虫核糖核酸，只杀死马铃薯甲虫而不杀死其他昆虫。

这种新的转基因作物通过核糖核酸干扰(RNAi)杀死害虫，这是存在于许多物种中的一种遗传机制，可以抑制基因表达。细胞中的双链核糖核酸被一种叫做Dicer的酶切割成大约21个核苷的小片段。这些小片段被称为小干扰核糖核酸(siRNA)。这些小干扰核糖核酸片段通过互补片段与核糖核酸分子结合。然后，一种叫做核糖核酸诱导的基因沉默载体的细胞成分将靶向这些核糖核酸分子并摧毁它们。

其他领域的基因科学家长期以来一直使用RNAi来培育转基因品种。现在，农业科学家正在学习如何让植物产生双链核糖核酸，这种核糖核酸对自身无害，但可以杀死害虫。

这个德国科学家小组培育了一些土豆，它们的双链核糖核酸瞄准了对超级甲虫生存至关重要的两个基因。这不是第一个使用核糖核酸作为害虫控制机制的转基因植物，但它是第一个在叶绿体而不是在主细胞中产生杀虫核糖核酸的转基因植物。研究小组将杀虫基因插入叶绿体，从而使培育的转基因马铃薯对超级甲虫具有极高的杀虫效率。

“将转基因的目标从细胞核转移到细胞质，从而消除转基因产生RNAi的障碍，为植物提供有效保护，”研究人员在结论中说。然而，这种转基因植物最大的优点是杀虫核糖核酸是针对特定的物种，而不是蛋白质，所以它不会影响人类。双链核糖核酸方法为植物提供保护，但不会将化学物质或外来蛋白质插入植物体内

这一点非常重要，因为公众对转基因作物有许多疑虑，甚至担心其不可预测和可怕的后果。为了在未来的转基因作物中取得成功，我们必须找到消除公众恐惧的方法。

这两项最近的研究只是基因科学家希望用生物技术解决的众多问题中的两个。除了干旱和虫害之外，他们还在设计能够对抗营养不良和生产疫苗的作物。

毫无疑问，下一代转基因作物不同于现在受到批评的转基因作物。转基因作物在未来的可能性几乎是无限的，它们能带来的好处也几乎是无限的。此外，随着世界气候的迅速变化，农业生产显然必须改变以适应不可预测的环境。农业的未来可能在很大程度上取决于基因科学家的智慧和他们创造的转基因作物。真正的问题是这些新的转基因作物是否能做目前转基因作物做不到的事情:赢得消费者的心。

不管吃还是不吃，最终的决定取决于公众用嘴投票。

(原文来自discovermagazine.com，原作者:克里斯蒂·威尔科克斯，蝌蚪王)。请注明转载来源。)

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