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从农场到森林:转基因树前路坎坷(图)

    来源:中国科学报   30多年来,美国农民一直在种植转基因作物。现在,研究人员正致力于通过在野外释放转基因树,将该技术从农场转移到森林。这些树木被改造成携带着抵抗害虫的基因。
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      30多年来,美国农民一直在种植转基因作物。现在,研究人员正致力于通过在野外释放转基因树,将该技术从农场转移到森林。这些树木被改造成携带着抵抗害虫的基因。

      美国国家科学、工程和医学院日前发布的一份报告显示,这种转基因树面临的监管和研究挑战将使上述转移过程变得更加困难。不过,该报告作者表示,转基因工程在促进森林健康方面的潜力正展现出光明的前景,从而保证进一步研究的开展。

      俄勒冈州立大学植物遗传学家Steven Strauss表示,不幸的是,商业利益已经伤害了关于转基因树的科研工作。

      他曾同公司合作,监督其在田间开发的转基因树。如今,Strauss表示,极少有公司允许在它们的土地上种植这些树木,因为这样做会使公司失去包括“可持续林业倡议”在内的各机构颁发的认证。诸如家装店等,如果没有获得此类认证,很多主要消费者将不会购买它们的木材。这些认证旨在证明木材是以负责任的态度被种植、采伐的。

      面对气候挑战和入侵性害虫,关于森林健康的担忧日益增加,上述报告应运而生。疾病暴发和感染是在林地生活的正常现象,但气候变化以及不断增多的国际贸易和旅行使非本地害虫和疾病渗透到当地森林中。

      据美国农业部(USDA)估测,该国约7%的森林或者拥有大量树木的土地会在2013年至2027年因害虫和疾病而丧失1/4的植被。

      传统上,植物育种者利用自然生长且能抵抗疾病的树木繁育新种群,解决此类问题。但一些研究人员正在培育转基因树——它们携带了更能抵抗害虫的基因。

      做得最好的可能是纽约州立大学植物遗传学家William Powell及其合作者。Powell团队正试图恢复美洲栗。这是一种庄严且深受育种者喜爱的树,曾是美国东部森林的主导树种。大约在20世纪之交,美洲栗深受入侵性“栗疫病”真菌的危害,现在已基本灭绝。这种真菌会分泌一种杀死植物细胞的酸。

      过去40年间,Powell团队将一种来自小麦的基因转移到美洲栗上,可以使后者抵抗这种酸的毒害。就此类树木移植到野外的可能性,Powell已咨询过USDA、环保署以及食品和药物管理局。“对于每个部门来说,这都是全新的事情。”提及这些政府机构,Powell说,“因此也更具挑战性。”

      最新报告指出了转基因树面临的若干独特挑战。和通常在几个月后便被收割的作物不同,转基因树会在野外生存几十年,并且可能跨越边界迁移出去而不被发现。报告作者表示,一些基因改良树木甚至能全部逃脱监管,就像一些转基因作物因相关法规方面的空白遇到的情况一样。

      2014年,巴西监管机构差点批准一种改良后比天然桉树生长更快的转基因桉树。巴西利亚国有研究公司——巴西农牧业研究公司植物遗传学家Dario Grattapaglia介绍说,在初步测试中,这种树木的生长速度比正常桉树快25%,但该结果在巴西其他地方开展的测试中并不成立,再加上预计出售此类木材比较困难,项目最终失败。

      Grattapaglia还对利用转基因树对抗疾病表示怀疑。抗病性通常受来自上百个甚至几千个基因的微小贡献所控制,利用基因工程难以解决这个问题。

      Grattapaglia认为,考虑到这些不确定性,通过基因改造而非传统方法培育抗病植物节省的时间可能被夸大了。

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