基因農業(yè)網（劉杰）編譯：過去三十年里，分子生物學研究以驚人的速度發(fā)展，在許多情況下甚至比摩爾定律所揭示的電子學的發(fā)展還要迅速。舉個例子，在過去15年，人類基因組測序的成本從1億美元下降到了1000美元。這些進步不僅革新了生物學的研究還促進了技術的進步，以至于GMO（遺傳修飾的生物體）的定義也受到挑戰(zhàn)。
目前轉基因作物中，超過90%都含有利用來自于土壤農桿菌的T-DNA分子插入到植物基因組中的基因。在野生狀態(tài)下，這種細菌將自己的T-DNA注射到植物細胞中，迫使植物細胞產生那些土壤農桿菌喜歡“食用”的分子。植物育種家利用T-DNA分子（轉移DNA）是因為T-DNA分子可以將外源的基因轉入到細胞中，同時也因為T-DNA分子有粘性末端可以確保植物育種家們將具有重大價值的外源基因插入。通過將目標基因替換掉T-DNA中那些不良基因，植物育種家已成功利用這種分子將許多不同來源的基因插入到植物中，改變了植物的遺傳組成。轉基因植株因此被定義成既含有T-DNA又含有外源基因的植株。
那些激烈反對轉基因的人士聲稱轉基因作物和轉基因食品是有害的，僅僅只是因為他們覺得T-DNA介導的將基因轉移到不相關的植物中是自然狀態(tài)下所不存在的。最近發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上的一篇文章證明了農民種植的所有291種紅薯品種中均含有至少4個外源基因以及T-DNA分子，而所有這些外源基因和T-DNA分子都不是被科學家插入的，這篇文章表明那些反對轉基因人士的說法是錯誤的。野生的紅薯品種并沒有這些基因和T-DNA，這就表明數百年來農民們由于這些紅薯的優(yōu)良性狀而無意識地選擇了種植自然發(fā)生的轉基因紅薯品種，同時這也表明所有經過審定的有機紅薯品種都是轉基因的。
分子生物學的進步導致了兩種改變作物遺傳組成的新技術的誕生。他們以“RNAi”和“CRISPR-Cas9”的名字而廣為人知。RNAi（核糖核酸干擾）是通過產生一個小片段的RNA來降解用于合成蛋白質的mRNA，使編碼某一個重要蛋白的基因失活而不能發(fā)揮功能。植物自然狀態(tài)下也會產生許多種RNAi來抵抗疾病和調控生長發(fā)育。當某一個基因的序列已知時，科學家很容易生產這些RNA片段來抑制這個基因編碼蛋白質的合成。植物育種家很喜歡RNAi技術，因為這種技術在控制病毒性疾病以及蟲害方面是一個非常高效并且對環(huán)境友好的技術。在夏威夷，從15年前開始，那些由RNAi技術拯救了夏威夷的木瓜產業(yè)。其他由RNAi研發(fā)出的作物有抗病毒的菜豆（巴西）、抗真菌的香蕉以及抗線蟲的大豆。RNAi還有可能幫助農民抵抗對Bt殺蟲蛋白有抗性的食根蟲。
CRISPR-Cas9是植物育種家所采用的最新的育種技術。它是一種非常精確的基因組編輯技術：它可以在已有基因的特定位置進行“編輯”。CRISPR-Cas9可以引入單個堿基的變化，這種變化與自然發(fā)生的突變或者是X射線誘變產生的突變在DNA水平上是極其相似的，但是與X射線誘變方法中的“散彈槍”不同，CRISPR-Cas9可以靶標特定的基因并在這個基因的特定堿基進行“編輯”。這種技術還可以使研究人員精確地改變小的DNA結構域來移除基因功能或者將其改造成具有其他功能的基因。通過這種方法可以改變植物產品的含量，比如增加大豆油中更加健康的油酸的含量。CRISPR-Cas9非常受歡迎，因為這種技術非常精確、便宜（每次實驗的化學試劑成本僅30美元，而之前的技術則需要5000美元）、快速（一次實驗僅需要一周時間）。
利用上述的技術，科學家已學會了控制基因的活性從而產生出令人驚奇的結果。比如可以延長大豆植株的營養(yǎng)生長時間來獲得更茁壯的植株和更多的種子。在另一個例子中，通過增強水稻的光合作用和根系的生長，這種水稻可以在灌溉良好的條件下增產29%，而在干旱條件下則可以增產14%～40%。
這些新技術并不是為了取代傳統(tǒng)的植物育種，而是互為補充。植物育種家利用這些技術可以更精確、更快、更便宜地培育出具有優(yōu)良性狀的作物品種，它們并不是那些反對轉基因的網站上所宣稱的“Frankenstein”技術。【譯者注：《Frankenstein》是一本科幻小說，該書講述了一個科學家造出一個“人造人”，最終帶來災難的故事。】
Andrew Staehelin是科羅拉多大學波爾得分校（CU-Boulder）分子、細胞和發(fā)育生物學系的榮譽教授。http://www.dailycamera.com/guest-opinions/ci_29114166/andrew-staehelin-all-certified-organic-sweet-potatoes-are
