轉基因作物在除草劑的摧殘下倖存

經過基因改造以抵抗除草劑的作物已經變得如此普遍,以至於抗性雜草開始出現,這就需要新的基因改造形式

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在過去的十年裡,轉基因(GM)作物的傳播速度比犁發明以來的任何農業技術都要快。在2006年種植的近2.5億英畝轉基因作物中,約有1.73億英畝的玉米、棉花和大豆等作物經過基因改造,可以抵抗除草劑草甘膦(商品名:農達™)。透過拼接一個使作物能夠抵抗這種植物殺手的基因,農民可以隨意使用它,從而降低成本並減少耕作的需要。但這種成功也加速了雜草(如巨型豚草(Ambrosia trifida))進化成對除草劑具有先天抗性的品種,從而為自身的毀滅埋下了種子。

現在,內布拉斯加大學的研究人員成功地改造了作物,使其能夠抵抗另一種除草劑——麥草畏,這種除草劑可以根除“有害雜草”,研究人員在《科學》雜誌上報告說。“我們現在可以在許多不同的植物上噴灑麥草畏,並且沒有任何可見的症狀,”該論文的資深作者、植物分子生物學家唐納德·威克斯說。“即使我們提高噴灑量,仍然沒問題。”

研究人員首先分離出一種可以分解麥草畏的土壤細菌,麥草畏是一種透過模仿植物激素並導致闊葉植物失控生長來發揮作用的除草劑,就好像它的每個細胞都變成了癌細胞一樣。“植物會把自己生長至死,”威克斯解釋說。“你會看到扭曲的葉子和莖。植物的組織結構變得如此混亂,以至於植物無法再正常吸收營養。”


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細菌惡臭假單胞菌(菌株DI-6)可以快速分解麥草畏,這就是為什麼玉米和小麥等禾本科植物的種植者長期以來一直使用這種除草劑來控制闊葉雜草的原因;它不會在土壤中積累。但是,由於闊葉雜草和闊葉作物非常相似,因此直到現在,它才不能用於大豆等植物。

研究人員使用一種侵襲花生植物的病毒將麥草畏解除基因帶入菸草植物等其他植物的細胞中。菸草植物對這種除草劑非常敏感,每英畝僅需千分之一磅即可使其死亡。但威克斯說,有了產生分解麥草畏的酶的新基因,菸草植物可以抵抗每英畝高達20磅的噴灑量。

更重要的是,在過去的三年裡,研究人員已經在內布拉斯加州成功種植了抗麥草畏的大豆和其他闊葉作物。這些植物在它們的葉綠體(細胞中負責光合作用的細胞器)中攜帶遺傳資訊,這似乎使得產生的酶在分解麥草畏方面非常有效。“這種酶能夠降解任何噴灑在植物上並滲透到各個細胞中的麥草畏,”威克斯說。但是,“它為何如此有效,我們仍在研究。”

這項技術已授權給農業技術公司孟山都,最早可在三年內提供給農民(有待美國農業部、環境保護署和食品藥品管理局的批准)。

當它確實到達田野時,它很可能會作為所謂的“堆疊”種子的一部分出現,這種種子具有多種內建的基因改造。“孟山都很可能會將我們的基因與農達™抗性基因堆疊在一起,”威克斯說,這樣農民就可以在兩種除草劑之間輪換使用,從而殺死任何對其中一種產生抗性的雜草。而且它很可能不會是唯一的。“我們將看到植物具有抗旱性、新的抗蟲性和改善的營養,”他補充說。“所有這些都必須堆疊到作物植物中。”

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