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基因工程与未来生活

2006-04-10 09:01 刘鸿艳、李天菲 《基因财富》 阅读 0
核心摘要: 本文介绍了基因工程在食品、农业和环境保护中的应用。通过转基因技术,可以改善食品品质,如延熟西红柿、富含β-胡萝卜素的金色大米和低咖啡因咖啡;培育抗除草剂、抗旱、抗盐的作物;以及抗虫棉和彩色棉。此外,转基因技术还用于加速树木生长和沙漠绿化,为应对全球粮食和环境挑战提供解决方案。

基因技术是一项能够造福人类和地球的新技术。为了让读者了解这些技术如何为物质文明和精神文明提供益处,并展望未来生活的美好前景,本文特摘编相关内容。

奇妙的转基因食品

随着生活水平的提高,人们对饮食的要求也越来越高。利用转基因技术可以改善食品的品质,包括外观、食用品质(如营养成分、口感)、加工品质和贮藏品质等。

美国培育的西红柿品种“FlavrSavr”是最早投入市场的转基因植物产品,通过转基因技术实现延熟。过去,农民在果实未成熟时采摘,运送到商店后用乙烯催熟,这种人工催熟的西红柿口感较差。科学家发现,西红柿皮变软是因为“多聚半乳糖醛酸酶”分解了细胞壁中的胶质。通过分离该酶基因并设计新基因转入西红柿细胞,阻断酶合成,使西红柿成熟后不变软,从而可以自然成熟后采摘,避免运输破损。

金色大米是一种富含β-胡萝卜素的转基因水稻,因其稻米呈黄色而得名。β-胡萝卜素可在人体内转化为维生素A。联合国教科文组织估计,欧洲和亚洲每年有100多万儿童因缺乏维生素A而死亡,全球有2.3亿儿童处于维生素A缺乏危险中。金色水稻有望满足亿万儿童对维生素A的需求。此外,大米中的肌醇六磷酸会抑制铁吸收,导致缺铁性贫血。科学家在金色大米中转入有益基因,产生帮助肠道吸收铁的蛋白质,使其比普通大米更有益健康。

咖啡是西方国家的传统饮品,但过量摄入咖啡因可能导致上瘾、失眠或神经过敏。日本研究小组通过转基因干扰技术抑制咖啡因合成基因,培育出咖啡因含量降低70%的咖啡豆,同时保持原有美味。

有强大抵抗力的植物

杂草与作物争夺资源,我国每年因杂草损失粮食350亿斤。研究人员将耐除草剂基因转入农作物,使农民施用少量除草剂即可去除杂草而不损害作物,减少环境污染。已商业化种植的抗除草剂转基因植物包括大豆、玉米、小麦和棉花。

大豆有益健康,可降低胆固醇、预防心脏病和癌症等。转基因大豆种植面积逐年增加,以美国为例,2001年至2004年,转基因大豆面积比例从68%升至90%。

干旱、盐害等造成的作物产量损失日益严重。许多国家投入大量资源培育抗旱、抗寒、抗盐和耐贫瘠的转基因农作物,已取得进展。抗旱、抗盐基因的应用可能彻底改变干旱盐碱地的生态环境。

集众美之长的棉花

棉花是重要的衣着原料,也是我国1亿多棉农的主要收入来源。自90年代以来,棉铃虫灾害给棉花生产带来巨大威胁,1992年直接经济损失达60多亿元。1990年,美国将Bt杀虫基因导入棉花获得抗虫棉;1998年,我国成为第二个拥有自主抗虫棉的国家。2003年,种植面积达45万公顷,增加效益22亿元。此外,科学家将兔毛、羊毛的角蛋白基因转入棉花,改善纤维品质。彩色棉也是亮点,已培育出棕色、绿色等品种,粉色、蓝色和黑色棉也取得进展。彩色棉价格是普通棉的4-8倍,预计30年后将占棉花总产量的30%。

征服沙漠不是奢望

全球每年砍伐森林约3700万公顷,导致生态问题。以色列和美国研发转基因白杨,转入纤维素捆绑基因(CBD),使树木生长速度提高50%。美国与瑞典合作,将拟南芥叶状基因(LFY)转入欧洲山杨,使其一年开花成材,而正常情况下需10年。土地荒漠化影响全球1/6人口,我国荒漠化土地占国土面积的27.46%。以色列希伯莱大学在白杨树中分离出抗旱蛋白质,通过转基因技术提高其含量,培育抗逆性更强的树种。我国研究人员也在将沙棘、红柳等植物的抗旱、抗寒基因转移到常规树种中,为沙漠绿化提供新途径。

摘自《基因财富》刘鸿艳、李天菲编著

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