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水稻

黄金水稻比超级稻早毕业但无人聘用

时间:2008-09-04 09:35  来源:生物通  责任编辑:刘琳
核心提示:如今高新技术就业也紧张了,譬如转基因,也许没有别的高新技术跟它一样,在受到众多科学家推动的同时,又被无数的人所诟病了,从而导致了它的就业困难。黄金水稻,是转基因作物学院的第二期毕业生,在经过二十多年实验室的培育之后,练就一身普通水稻所不可能拥有的神

  如今高新技术“就业”也紧张了,譬如“转基因”,也许没有别的高新技术跟它一样,在受到众多科学家推动的同时,又被无数的人所诟病了,从而导致了它的就业困难。“黄金水稻”,是“转基因作物学院”的第二期毕业生,在经过二十多年实验室的培育之后,练就一身普通水稻所不可能拥有的神奇能力之后,于2005年从植物分子育种实验室“毕业”,却至今无法“就业”。在众多科学家和社会人士的帮助之下,即使最乐观的估计,也必须等到2011年,他或许才能在亚洲的某个田间,找到自己合适的位置。   

  “黄金水稻”作为“转基因作物学院”毕业的“超级植物”,它拥有的特殊能力是“胡萝卜素超合成,米粒内超富集”。胡萝卜素是合成维生素A的材料,人体可以通过吸收胡萝卜素来合成维生素A,从而防止夜盲症、麻疹等疾病。世界卫生组织(WHO)估计每年有大概25万到50万的儿童因为维生素A缺  乏而失明,其中的一部分还会失去生命。他们中的绝大部分生活在发展中国家。胡萝卜,西红柿等蔬菜,以及肉,黄油和牛奶是富含维他命或者其合成材料的食物,  这些富含维生素食物可以经常在城市里寻常人家的日常餐桌上见到,但是现在不发达国家和我国农村和偏远地区的餐桌依然不可能摆上这些营养丰富的食物,2000年的国内调查表明,零到五岁的儿童体内维生素A缺乏率仍高达11%,他们大部集中在农村和偏远地区,即使在发达国家,也有像蜡笔小新一样因为不喜欢吃胡萝卜的孩子,他们很可能也缺乏维生素A。科学家们把拯救这些可怜孩子的希望,寄托在了“黄金水稻”的身上。在三年前,这个希望变成了现实。   

  有图有真相,很好很强大。下面展示在大家面前的是“黄金水稻”的毕业帅照。白色的是未经过分子培育的普通水稻,淡黄色的是“黄金水稻”一代,金黄色的是“黄金水稻”二  代。不得不说,它原本的确是水稻,但是长得越来越像胡萝卜丁了,尽管菲律宾国际水稻所的Aldermita博士说,“味道尝起来还是香香的大米”。Aldermita博士现在好像“黄金水稻”的老妈一样,管着惦记着这孩子在菲律宾的再培育和就业工作。   

  德国老头Potrykus可算是“黄金水稻”的老爹,今年七十五。八年前,他的头像在闪亮的绿色稻秆的衬托下,以英雄的姿态登上了美国《时代》杂志的封面上,旁注写道“This  Rice  Could  Save  A  Million  Kids  A  Year  (这种水稻每年能拯救上百万的儿童)”。第一代“黄金水稻”正是毕业于他在苏黎世理工学院的实验室。这段渊源需要从1984年说起,在菲律宾的一次国际农业会议上,Gary  Toenniessen,洛克菲勒基因会的农业主管,管着巨多钱的主儿,问在座的农业育种专家,“你们这些捣鼓基因,别光顾着吹,给我变出个牛B的水稻,能搞出来吗?”,“好说,让它变黄就好了”有人回答到。对,就是让它变黄,变成跟胡萝卜一样的颜色,科学家的一句调侃,在二十年后变成了现实,当然,这并不容易。在普通大米里面,维生素A或者胡萝卜素的含量为零,通过自然杂交的途径无法让大米富含维生素。因为杂交需要一个母本里面拥有我们需要的性状,然而,直到现在农业学家们都没有找到任何一种含有维生素A或者胡萝卜素的水稻可以做为育种母本。这就好比这个世界上只有黑人和白人,不管他们怎么混血,都不会出现黄种人;同样的道理,虽然我们现在也拥有紫米和白米,但是“黄金水稻”不是他们杂交能够得到。接下来,Gary  Toenniessen把大笔的资金投入到了“黄金水稻”的开拓型研究当中,但是,经过了将近十年的研究,“黄金水稻”看起来还只是研究者们为获取经费为慈善家们画的一个充饥大饼。   

  这时,Potrykus和Beyer出  现了,他们一个是育种学家,一个分子生物学家。这两哥们在一个很高很飘渺的地方遇见,联手琢磨出一个很高很飘渺的主意。那是在飞往纽约的飞机上,他们异想  天开地认为,或许可以把整个胡萝卜素生产线从别的物种中引入到水稻。这个想法在当时显得是如此“疯狂”,以至于不管是他们本人,还是提供经费的基金会,都  觉得并不太可能,但有值得一试。让我们把植物想象成一个“工厂”,这个“工厂”从土壤,空气和阳光中获取生产原料和能源,生产出各种蛋白质,糖,脂肪和维生素等对自身和人类有用的产品。我们从植物工厂的“仓库”去提货喂饱自己的肠胃。对于水稻,这个“仓库”就是它的种子。现在我们希望可以从这个“仓库”里面提到胡萝卜素,但是水稻的仓库管理人告诉我们,“对不起,我们没有胡萝卜素生产线,所以仓库里面并没有胡萝卜素可以提供”。那怎么办?这两个人类老头,Potrykus和Beyer,建议说,那我们从别的地方给你们引进一条生产线吧。显然植物不会轻易同意这对人类来说“异想天开”,对植物来说“丧权辱国”的想法。每种植物,都执行着严格的“闭关锁国”政策,不是自己的东西,一概不能进口。那些对植物有“野心”的科学家,只能都是偷偷地借助病毒(你可以理解成间谍)或者明目张胆用暴力手段  (可以理解成武力施压),“迫使”植物引入一个其他物种的基因。即使这样,成功率也低得让人沮丧,更别说是引入一系列基因了。让我们来看一看这条“生产线”会是什么样子的:   

  虚线代表的就是胡萝卜素在植物体内的合成路线。这条生产线需要六个“技术工人”,他们都有一个又臭又长的洋名字,按照在生产线上的先后顺序,依次叫做:IPP/DMAPP异构酶,GGPP合成酶,八氢番茄红素合成酶,八氢番茄红素脱氢酶,截塔胡萝卜素脱氢酶和番茄红素阿尔法贝塔环化酶。水稻自身“雇佣”了前两个“技术工人”;剩下的四个,就是科学家们想“偷渡”进去的。其中的两个-八氢番茄红素脱氢酶和截塔胡萝卜素脱氢酶,可以被一个“全能技术工人”细菌胡萝卜素脱氢酶所代替。因为“偷渡”的人数越少,成功的可能越大,科学家不得不选择了这个来自细菌的“全能技术工人”。介绍一下这些选拔出来的“特种技术人员”。八氢番茄红素合成酶和番茄红素阿尔法贝塔环化酶,来自黄水仙的花朵,有调控花朵颜色的作用;细菌胡萝卜脱氢酶,来自土壤细菌欧文氏菌,主要能力是转换八氢番茄红素为番茄红素。即使科学家早就弄清楚了这条生产线的组成情况,但是从1992年提出引进生产线的想法到2000年完全引入成功,足足花了八年的时间,才把水稻中的胡萝卜素的含量从零提升到了一点多毫克每千克。“黄金水稻”一代从此诞生了。   

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