美國加州經(jīng)歷了長(cháng)達四年的干旱。這不是普通的干旱——據科學(xué)家說(shuō)，在全球氣候變化的推波助瀾下，這是一次千年不遇的最嚴重的干旱。加州面臨的情況非常嚴重，州長(cháng)Brown不得不簽署執行兩項緊急措施，拿出10億美元用來(lái)緩解旱情和興修水利基礎設施。受到打擊最大的產(chǎn)業(yè)是農業(yè)，缺水已經(jīng)是農場(chǎng)主損失了幾十億美元。而且，加州的旱情還僅僅是個(gè)開(kāi)始；科學(xué)家預測，在未來(lái)30到90年，全球都會(huì )發(fā)生嚴重而廣泛的干旱。全球75%的淡水都用于農業(yè)生產(chǎn)，干旱會(huì )造成大面積的農產(chǎn)品減產(chǎn)，除非能夠找到一條道路，用較少的水維持所有作物的現有產(chǎn)量。
這就是轉基因技術(shù)想要解決的問(wèn)題之一。
耐旱一直是基因工程師最看重的特性之一，但是幾十年來(lái)，他們培育出的耐旱品種屈指可數。孟山都公司的DroughtGard玉米是唯一實(shí)現了商業(yè)應用的具有耐旱性的轉基因作物，而且它才剛剛投放到市場(chǎng)�，F在，科學(xué)家正在植物的基因水積極地尋找有效地利用水的秘密。
“我們現在已經(jīng)掌握了必要的基因工具，可以預先改造出能適應未來(lái)干旱天氣的作物，”悉尼大學(xué)農業(yè)與環(huán)境系的Peter Franks說(shuō)�！拔覀兊难芯磕繕耸怯酶俚乃S持甚至提高作物產(chǎn)量�！�
他們已經(jīng)做到了這一點(diǎn)。他們最近發(fā)了一篇文章，詳細介紹了一種基因（EPF2）的過(guò)度表達如何使擬南芥在干旱環(huán)境中更具有生長(cháng)優(yōu)勢。
EPF2基因負責之中小型生化肽的編碼，這種肽負責控制葉片上用于進(jìn)行氣體交換的氣孔的數量。這些小孔也是水分蒸發(fā)的通道，所以氣孔多的植物會(huì )需要更多的水分。通過(guò)控制EPF2的基因表達，這個(gè)研究團隊創(chuàng )造了一種葉片上氣孔較少的植物，如人們所料的一樣，它消耗的水也比較少。但是最重要的是，這種新的植物雖然需要的水少了，可以其進(jìn)行光合作用的能力和繁殖能力卻絲毫不受影響，特別是在二氧化碳較高的環(huán)境里。換句話(huà)說(shuō)，他們創(chuàng )造了一種能夠在未來(lái)干燥而充滿(mǎn)二氧化碳的環(huán)境中蓬勃生長(cháng)的植物。
目前對轉基因作物的批評主要是針對現有的轉基因作物種類(lèi)的，它們的主要特性是抵抗雜草滋生（RoundUp Ready型轉基因作物）和防蟲(chóng)（Bt型轉基因作物）。但是依據這些作物來(lái)評判轉基因技術(shù)的潛力是不合適的。
即使在現有的轉基因作物品種里，也有一些有利于環(huán)境的品種。例如，德國Max-Planck研究所的科學(xué)家上個(gè)月推出了一種新型的抗蟲(chóng)害馬鈴薯。這種新型的轉基因作物能夠抵抗科羅拉多馬鈴薯甲蟲(chóng)。這種甲蟲(chóng)被稱(chēng)為“國際超級害蟲(chóng)”，因為它進(jìn)化出了強大的抗藥性，不懼怕上個(gè)世紀使用的所有主要的殺蟲(chóng)劑。這種新的抗蟲(chóng)害馬鈴薯和傳統的Bt型轉基因作物不一樣，不是靠產(chǎn)生普通的殺蟲(chóng)劑來(lái)殺死這種害蟲(chóng)；相反，它會(huì )產(chǎn)生一種特殊的殺蟲(chóng)RNA，只殺死馬鈴薯甲蟲(chóng)，而不會(huì )殺死其他蟲(chóng)子。
這種新的轉基因作物殺死害蟲(chóng)是靠RNA干擾（RNAi），它是許多物種體內存在的一種先天基因機制，可以抑制基因的表達。細胞中雙鏈的RNA會(huì )被一種叫做Dicer的酶切成一個(gè)個(gè)大約21個(gè)核苷長(cháng)的小段，這些小段被稱(chēng)為小干擾RNA（siRNA）。這些小干擾RNA片段會(huì )與與它具有互補片段的RNA分子結合在一起。然后，一種叫做RNA引致基因沉默載體的細胞成分就會(huì )瞄準這些RNA分子，并摧毀這些分子。
其他領(lǐng)域的基因科學(xué)家早就在利用RNAi來(lái)培育轉基因品種了�，F在，農業(yè)科學(xué)家正在了解如何讓植物產(chǎn)生對它們自身無(wú)害，但是能夠殺死害蟲(chóng)的雙鏈RNA。
這個(gè)德國的科學(xué)家團隊培育了一些馬鈴薯，它們的雙鏈RNA靶向了對于超級甲蟲(chóng)的生存至關(guān)重要的兩個(gè)基因。這不是第一種以RNAi作為害蟲(chóng)控制機制的轉基因植物，但是這是第一種在葉綠體中而不是主細胞中產(chǎn)生殺蟲(chóng)RNA的轉基因植物。研究團隊將殺蟲(chóng)基因插入到葉綠體中，從而使培育出的轉基因馬鈴薯對超級甲蟲(chóng)具有極高的殺蟲(chóng)效率。
“將轉基因的目標從細胞核轉移到了細胞質(zhì)，從而消除了用轉基因手段產(chǎn)生RNAi為植物提供有效保護的障礙，”研究人員在結論中說(shuō)。但是，這種轉基因植物最大的好處是，殺蟲(chóng)RNA針對的是特定的物種，而不是蛋白質(zhì)，因此不會(huì )對人類(lèi)造成影響�！半p鏈RNA方法為植物提供了保護，但是卻不會(huì )在植物中插入化學(xué)物質(zhì)或外來(lái)的蛋白質(zhì)�！�
由于現在公眾對轉基因作物有很多疑慮，甚至擔心它會(huì )帶來(lái)不可預見(jiàn)的可怕后果，所以這一點(diǎn)非常重要。未來(lái)的轉基因作物要取得成功，必須想辦法消除公眾的這種恐懼。
最近的這兩項研究?jì)H僅是基因科學(xué)家希望利用生物技術(shù)解決的眾多問(wèn)題中的兩個(gè)代表。除了干旱和害蟲(chóng)，他們還在設計能夠對抗營(yíng)養不良的農作物和能夠產(chǎn)生疫苗的農作物。
毫無(wú)疑問(wèn)，下一代轉基因作物和現在備受批評的轉基因作物不同。未來(lái)的轉基因作物的可能性幾乎是無(wú)限的，它們能帶來(lái)的好處也幾乎是無(wú)限的。而且，隨著(zhù)世界氣候的迅速變化，農業(yè)生產(chǎn)顯然也要隨著(zhù)變化，以適應不可預測的環(huán)境。農業(yè)的未來(lái)可能在很大程度上取決于基因科學(xué)家的才智和他們所創(chuàng )造的轉基因作物。真正的問(wèn)題是，這些新的轉基因作物能否做到現在的轉基因作物所做不到的事情：贏(yíng)得消費者的心。
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