澳洲转基因水果:使香蕉免于死亡的人

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在本世纪初,詹姆斯·戴尔选择了一个强大的对手。

这种剧毒真菌病原体于1997年抵达澳大利亚。学名:Fusarium oxysporum f.sp。 cubense。我的建议:香蕉妖怪。

这种真菌可以在土壤中潜伏多年,从仙人掌遍布的沙漠到冰冷的苔原。当真菌接触到香蕉植物的根部时,它会展开细长的菌丝触手,通过寄生象鼻虫和线虫留下的伤口蜿蜒进入植物。

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巴拿马病引起枯萎病在香蕉植物中(左)和假茎中的棕色变色(右)。图片来源:农业和渔业部

真菌勒死植物的维管系统并使宿主挨饿。当症状出现时——叶子变黄、枯叶塌陷成棕色裙子、年轻的叶子发育不良,像尖刺——已经太晚了。

植物死亡,真菌释放出耐寒孢子的羽毛。只需一个微小的斑点就足以感染下一株植物。

这种名为巴拿马病的疾病导致了世界上以前最受欢迎的香蕉大米歇尔的大量死亡。现在,一种名为热带小种 4 的疾病菌株威胁着卡文迪什香蕉的生存,卡文迪什香蕉目前占全球香蕉产量的一半,产业价值达 200 亿美元(296 亿美元)。

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威胁消灭卡文迪什香蕉的罪魁祸首:一种名为 Fusarium oxysporum f. sp. cubense 的真菌。图片来源:Wikimedia

戴尔现在是昆士兰科技大学的杰出教授,25 年来一直致力于创造一种能够抵抗这种疾病的香蕉。但他的方法是有争议的。

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野生救世主

早在上世纪 90 年代和 2000 年代,转基因作物就名声不佳,有许多小型且有争议的动物研究声称食用转基因食品会造成伤害。

< p>“非转基因”成为无处不在的营销口号。公众的怀疑推动了全球范围内对转基因作物的打击,其中新南威尔士州于 2003 年开始暂停种植转基因作物,直到 2021 年才解除。

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詹姆斯·戴尔教授 2001 年在实验室研究抗巴拿马香蕉基因。图片来源:Angela Wylie

但戴尔坚信基因改造是拯救香蕉的唯一方法。

正如他所言美国植物病理学家伊万·布登哈根 (Ivan Buddenhagen) 正在东南亚调查被真菌夷为平地的农田,正在寻找一种方法使卡文迪什香蕉能够抵抗巴拿马病。

在一个农场里,有一片香蕉园植物在破坏中生长茂盛、硕果累累。它们是野生植物。布登哈根收集了它们的种子,并将它们送往戴尔。

无籽、不育、易死亡

经过人类选择,国产香蕉已变得无籽、不育,失去了进化的能力。戴尔说:“幸运的是,仍然有野生香蕉在经历正常的进化过程。”

在戴尔和他的团队在野生香蕉中发现了疑似支持巴拿马病抵抗力的基因。一名博士生发现 RGA2 基因存在于他们研究的卡文迪什品种 Grand Nain 中,但它没有“表达”或打开。但它在野生香蕉中被打开了。宾果!

他们开始努力将 RGA2 基因导入 Grand Nains。当时还没有简单的基因编辑工具 CRISPR,因此它们劫持细菌来执行它们的命令。

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戴尔教授与转基因香蕉工厂遥遥领先2017 年的一项现场试验。图片来源:Anthony Weate

“农杆菌是一种天然的基因工程师,这就是它的生活方式, ”戴尔说。 “它感染大量植物,并将部分 DNA 转移到宿主植物中。那段 DNA 编码只有它才能生存的糖。”

通过用 RGA2 基因替换产糖 DNA,科学家们对农杆菌进行了重新编程,将抗真菌基因传递给 Grand Nains。

最重要的测试

然后戴尔遇到了一个问题——团队无法进行田间试验,因为他们不被允许将巴拿马真菌带入昆士兰。

< p>但随后植物病理学家布登哈根又回到了画面中:他遇到了一位北领地农民,他在达尔文附近的 Humpty Doo 买了一块布满真菌的土地。

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经过 25 年的研究,QCAV-4 经历了最重要的测试.图片来源:昆士兰科技大学

布登哈根向农民介绍了戴尔,后者决定帮助资助和主办试验。在他的田地里,他们测试了七种转基因香蕉植物,发现其中一种 - QCAV-4 - 对巴拿马病特别有抵抗力。

当他们在 2015 年被迫销​​毁这些植物时,他们的势头再次破灭。触发生物安全措施来控制另一种疾病——香蕉雀斑的爆发。但在 2018 年,他们又重新种植了 50 株 QCAV-4 植物。如今,其中 47 株依然生机勃勃。

今年 2 月,经过严格的监管检查,政府批准了 QCAV-4 香蕉的商业发布,上周,昆士兰科技大学宣布该水果已通过了测试最重要的里程碑:味道测试。

“它们味道很棒,”戴尔说。 “它们和任何成熟的卡文迪什一样好。”

但是更广泛的公众会分享这种转基因水果的口味吗?

过敏原和维生素 A

提交给澳大利亚新西兰食品标准局和基因技术监管机构办公室的数百页监管数据以及大量的工作使 QCAV-4 顺利通过。

其中一项监管测试涉及筛选基因编辑作物中潜在的过敏原和毒素,这是一项重要的任务,因为 1996 年的一项研究发现,科学家将巴西坚果的基因转移到大豆中以提高作物的营养价值,他们还转移了坚果中可能引起过敏反应的过敏原。

但戴尔表示,繁重的监管要求阻碍了这一领域的创新。 “QCAV-4 是第一种由大学开发并在澳大利亚发布的转基因作物。这让您知道它有多困难。”

<图片替代=戴尔教授的生物强化维生素 A 香蕉如果种植在人们因营养缺乏而死亡的地方,例如乌干达,可以挽救数千人的生命。生物强化赋予转基因香蕉“金色”的颜色(左)。”loading =“lazy”src =“https://static.ffx.io/images/$zoom_0.365%2C$multiply_0.7725%2C$ratio_1 .5%2C$width_756%2C$x_0%2C$y_60/t_crop_custom/q_86%2Cf_auto/ae747fc03a78eaa415c9a461933f30adb4cc81ee" height="390" width="584" srcSet="https://static.ffx.io/images/$zoom_0 .365%2C$multiply_0.7725%2C$ratio_1.5%2C$width_756%2C$x_0%2C$y_60/t_crop_custom/q_86%2Cf_auto/ae747fc03a78eaa415c9a461933f30adb4cc81ee,https://static.ffx.io/images/$zoom _0。 365%2C$multiply_1.545%2C$ratio_1.5%2C$width_756%2C$x_0%2C$y_60/t_crop_custom/q_62%2Cf_auto/ae747fc03a78eaa415c9a461933f30adb4cc81ee 2x"/>
< p>戴尔教授的生物强化香蕉如果生长在乌干达等因营养缺乏而死亡的地方,可以挽救数千人的生命。生物强化使转基因香蕉呈现出“金色”的颜色(左)。信用:Jean-Yves Paul

他还开发了一种“生物强化”香蕉,可以帮助患有维生素 A 缺乏症的儿童,维生素 A 缺乏症会导致儿童死亡乌干达等地每年有 75 万名儿童。这些富含维生素的植物已准备就绪,但自项目启动以来,允许放松对这种可能拯救生命的作物的管制的生物安全法案一直在乌干达议会搁置。

“这令人难以置信地令人沮丧”,戴尔说。

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你会吃转基因香蕉吗?

一旦清除了过敏原和毒素,就没有令人信服的证据表明转基因食品会对人类健康构成风险。最近的一项系统审查发现,报告不良影响的研究设计不当,容易产生偏见,并且基于动物研究,“最低层次的证据”。

在国内,看看如何进行研究将会很有趣随着越来越多的转基因食品进入市场,转基因食品受到欢迎。戴尔说,气候变化将使我们别无选择,只能将耐热基因拼接到小麦中,这样在高于一定温度的情况下,小麦就不会结出种子。

他还在研究顺基因学,科学家们可以编辑 DNA作物的遗传物质,但不引入其他物种的遗传物质。顺基因编辑不符合当前“转基因”的定义,并且绕过了监管要求,因为该过程模仿了自然进化选择随机突变的过程。 (一些科学家认为这确实构成转基因,并且由此产生的产品应该贴上这样的标签。)

至于 Dale 的转基因香蕉,尽管它们已获得监管部门的批准,但尚无计划将 QCAV-4 商业化直到巴拿马病进一步蔓延并对行业构成生存威胁。

“如果情况真的很严重,那么我们将与澳大利亚香蕉种植者委员会讨论是否扣动扳机并采取行动。开始商业化种植这些,”戴尔说。

所以,告诉我,当这种情况发生时——你会咬吗?


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