杜仲
在人類(lèi)歷史上,西紅柿的改良至少花了3000年時(shí)間。但得益于10年前發(fā)明的基因編輯技術(shù),現(xiàn)在不到3年的時(shí)間,科學(xué)家就把西紅柿的改良過(guò)程重演了一遍。他們從野生西紅柿著手,利用基因編輯技術(shù)進(jìn)行改良,改良得到的西紅柿比我們現(xiàn)在市場(chǎng)上買(mǎi)到的更有營(yíng)養(yǎng),或者具有其他方面的優(yōu)點(diǎn)。
野生西紅柿原產(chǎn)于南美洲安第斯山區(qū),果實(shí)只有豌豆般大小。經(jīng)過(guò)許多代的馴化改良,如今果實(shí)已經(jīng)達(dá)到人的拳頭那么大了。所謂的馴化改良,就是選擇具有我們所需特征(比如,果實(shí)更大)的突變體來(lái)加以培育。比如說(shuō),在果實(shí)豌豆般大的植株中,由于基因突變,出現(xiàn)了一棵果實(shí)栗子般大的植株,就把這棵突變植株單獨(dú)培育;然后,在果實(shí)栗子般大的西紅柿植株中,出現(xiàn)果實(shí)雞蛋般大的植株,又把它單獨(dú)培育……這樣經(jīng)過(guò)一代一代挑選,來(lái)達(dá)到人類(lèi)的目的。
但是當(dāng)我們專(zhuān)注于改良一種特性的時(shí)候,很可能其他特性就喪失了。比如你發(fā)現(xiàn)沒(méi)有,現(xiàn)在超市賣(mài)的西紅柿個(gè)頭是大了,但西紅柿味卻少了。
基因編輯技術(shù)能避免傳統(tǒng)馴化改良的不足。生物學(xué)家通過(guò)比較植物在改良前和改良后的基因組,可以摸清楚改良過(guò)程中基因組發(fā)生了什么變化;然后通過(guò)基因編輯技術(shù),重新編輯某些在改良中失去功能的基因,從而恢復(fù)出我們所需要的特性。
經(jīng)人類(lèi)改良后的西紅柿品種中,一種叫“番茄紅素”的紅色素含量比野生品種要低了很多(野生西紅柿的番茄紅素是栽培西紅柿的兩倍),而番茄紅素對(duì)人體是有益的。巴西的一個(gè)研究小組新近用基因編輯技術(shù)改良的西紅柿,番茄紅素含量是栽培西紅柿的5倍還多。此外,他們通過(guò)編輯一個(gè)叫做FW2.2的基因,使果實(shí)比一般的西紅柿大了兩倍;通過(guò)編輯另一個(gè)叫做MULT的基因,又讓每一枝上能產(chǎn)更多的果實(shí)。
我國(guó)研究人員用基因編輯技術(shù)也成功培育出一種能抵抗細(xì)菌斑病的植株,一種耐鹽性植株和一種維生素C含量更高的植株。
此外,美國(guó)的一個(gè)小組改良了西紅柿的近親,一種叫“地櫻桃”的稀有水果。地櫻桃在美國(guó)市場(chǎng)上已有銷(xiāo)售,但產(chǎn)量很低,因?yàn)檫@種植物生長(zhǎng)緩慢,果實(shí)小,果實(shí)成熟后又容易脫落。經(jīng)基因編輯后,這種植物果實(shí)增大了,成熟后也不容易脫落了。
據(jù)估計(jì),世界上有近5萬(wàn)種植物可供人類(lèi)食用,但我們90%的熱量?jī)H來(lái)自于15種作物。所以,用基因編輯技術(shù)改良野生植物的前景非常廣闊。未來(lái),很多經(jīng)改良的野生植物將出現(xiàn)在我們的食譜上。