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“反转人士”(反对转基因)全力抵制转基因作物的一个原因是:转基因作物是人工改造的,不是在自然界中与生俱来的,因此存在不可预知的风险。然而,近日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的最新研究表明,甘薯(又称红薯或地瓜)是一种天然的转基因作物,但在科学家研究的291个样品中,都发现了来自于发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)和根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的转移DNA(T-DNA, transferring DNA)片段,并且成为了甘薯中的功能基因。因此,科学家认为在甘薯的自然进化过程中,曾经历农杆菌的侵染,而且被转入的农杆菌T-DNA在后续的自然选择中被保留了下来。
农杆菌的DNA片段转染并整合到甘薯基因组的自然过程,与我们常说的转基因技术并无二致。然而,如今全球超过10%的可耕种土地上种植了转基因作物,却引起了极大的非议,来自不同国家的反转人士都在公众场合不遗余力的宣传他们反对转基因的各种观点,其论点的核心是:这不是自然界的正常过程。
农杆菌是一种天然的植物病原菌,可以通过植物的创伤部位侵染植物,然后将自身的T-DNA转入并整合到植物的基因组中。转入的农杆菌T-DNA基因可以在植物体内转录表达,合成农杆菌所需的营养物质,并使植物长出肿瘤——“冠瘿瘤”(Crown gall)。科学家们正是利用农杆菌的这种特性,把农杆菌改造成了构建转基因作物的载体工具。科学家利用DNA杂交、定量PCR、基因组步移、细菌人工染色体文库筛选和测序等方法分析了甘薯栽培种“Huachano”的291个样品。结果所有的检测样品都发现了农杆菌的基因序列,其中4个基因序列与农杆菌Acs, C-prot, iaaH, and iaaM四个基因同源,且在甘薯的茎,叶和块根中都有表达。不仅如此,这一段农杆菌DNA片段的插入,还破坏了甘薯自身一个F盒基因的表达和正常功能。
人类种植甘薯的历史,可以追逐到8000-10000年前。本次研究结果证明,在甘薯的进化过程中,在农杆菌和甘薯祖先之间发生了物种间的水平基因转移。这些农杆菌基因的转入影响了甘薯的性状,而自然选择又保留了这些性状。科学家认为这个新发现证明了,在作物进化过程中,转基因可以自然的发生而并非一定要通过人为操作才能实现。该研究成果或许会改变人们对转基因作物的观点,不再认为转基因是“非自然”过程,从而不再激烈的抗拒这项拥有广阔前景的基因技术。
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