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转基因的真相（第2页）

⑤包含想扩增的DNA区域的双链变成4条。

⑥再次重复相同操作（①～③）后，包含想扩增的DNA区域的双链变成8条。其中有2条为仅由想扩增的DNA区域组成的双链（虚线圈起的双链）。之后，只有由想扩增的DNA区域组成的双链才会成倍扩增。重复相同操作20次后，数量将增至约100万倍。只要有足够的核苷酸（核碱基+糖+磷酸）和引物，那么仅需要进行调控溶液温度的机械操作即可。

第一代基因改造作物与生产者相关，第二代与消费者相关，而第三代则与我们的未来相关。首先，就让我来简单地介绍一下相关背景。

简明易懂的“基因改造作物”

农业的历史就是“品种改良”和“与害虫斗争”的历史。人类长期以来都在利用着其他的生物，拥有较大可食用部位的植物，奶牛、肉牛、羊毛的改良等。我们一直在开发着便利自己生活的生物。这种学科被称作“配种学”。

孟德尔的研究原本也是从“配种学”开始的。毋庸置疑，基因表达是生命现象的基础。因此从历史的角度来看，可以说人类“改变了生物的基因”。

人类觉得美味的农作物，对于害虫来说也许同样是美味的。而适宜农作物生长的环境，对于其他植物而言也同样舒适。农业的规模越大，害虫的危害也会越严重，放任无用植物的生长也会影响到作物的产量。

人们为了清除无用的植物、消灭害虫，一直在使用化学药剂。但消灭害虫的化学药剂如果使用过多，也会对人类和农作物产生影响。使用能够对生命体整体产生危害的毒药，不仅能消灭害虫，还会危及人类，这是无可争辩的事实。

因此，我们需要找到能够针对性地消灭害虫的方法。由此研发出来的，就是第一代基因改造作物。在这里将为大家介绍比较具有代表性的抗除草剂大豆和耐虫害玉米。

首先来说说抗除草剂大豆。目前人们常用的除草剂当中，有一种叫作草甘膦。应该有不少读者听说过它的商品名“农达”。

草甘膦是一种类氨基酸（甘氨酸）的物质，能够阻碍仅有植物拥有的氨基酸合成酶合成氨基酸。植物会因为缺乏氨基酸而枯萎。几乎所有植物都有这种氨基酸合成酶，草甘膦也因此是一种万能的除草剂。

但草甘膦也存在着它的问题，那就是它太有效了。对几乎所有植物都有效，也就意味着连农作物都会枯萎。在广场、庭院中用它来除草的确很方便，但在农田里使用时就需要多加小心。

这么有效的药物，肯定会带来对人体、环境是否有影响的担忧。不过草甘膦和氨基酸的分子结构很相似。在土地中很快就会被细菌分解，不会残留在环境中（可生物降解性高，快的话3天，慢的话不到一个月就会消失）。

而且，动物并不具有会受草甘膦影响的氨基酸合成酶，所以草甘膦对人类是无害的（人类拥有其他的氨基酸合成酶）。因此，草甘膦是一种非常好用的优秀除草剂。

换个角度来看，土地中的细菌所拥有的氨基酸合成酶就不会受到草甘膦的妨碍。也就是说，草甘膦对拥有“细菌的氨基酸合成酶”的植物无效。于是，人们通过基因重组，发明了拥有“细菌的氨基酸合成酶”的抗除草剂大豆（商品名称：抗农达大豆）。

接下来再讲一讲耐虫害玉米吧。过去人们所使用的化学杀虫剂中，有很多对人体也有害，十分危险。生产规模比较大的农户在田里喷洒杀虫剂时，需要裹紧全身、戴上防毒面具来开展作业，有些甚至要开动直升机在空中喷洒杀虫剂。

也正因如此，市场就会发生误吸杀虫剂的事故。可即便在操作时再怎么注重安全，杀虫剂也只对附着在作物表面的害虫有效。而在大规模农业中会引发虫害的害虫，往往会进入植物的根茎。如果想让杀虫剂的药效能够杀死这些害虫，就必须提高杀虫剂的浓度，可是如此一来只会更加危险。

人们便尝试寻找是否有只对昆虫有效的毒素，最终发现有一种细菌具有仅对昆虫有效的毒素（蛋白质），那就是苏云金杆菌（Bacillusthuringiensis，以下简称Bt菌）。它属于芽孢杆菌属，和枯草芽孢杆菌归属于同一属，与纳豆菌关系很近，自古以来就作为蚕的病原菌而为人所知。

Bt菌的发现者其实是一位日本人，他就是养蚕研究家石渡繁胤（1901年）。他在喂养蚕的过程中，发现有一些蚕的死状看起来十分痛苦，便将这种现象命名为“猝倒病”。从死亡的蚕身上，他分离出了细菌。

因为这是猝倒病的病原菌，石渡就将其命名为“猝倒病菌”（非常直接）。石渡没有将其登记为新物种，但在10年后，德国的恩斯特·贝尔林纳重新发现了Bt菌（1911年）。

贝尔林纳从印度谷螟（Plodiaiella，其幼虫喜食谷物）这种危害粮食的害虫尸体中分离出了Bt菌。发现尸体的地点位于德国图林根州，这也是Bt菌名字的由来。Bt菌的毒蛋白是仅在昆虫的肠道中起效的一种毒素，它仅能与昆虫肠道中独有的特异受体相结合。

包括人类在内的哺乳动物并没有这种受体，因此Bt菌蛋白对于哺乳动物而言只不过是一团氨基酸。这正可谓是昆虫专用的毒素。通过基因重组而表达出Bt菌的就是耐虫害玉米（一般也叫作“Bt玉米”）。

除了抗除草剂大豆和耐虫害玉米之外，第一代基因改造作物中还包括耐久存放（阻碍植物分解自身细胞壁的酶）、便于运输和储存的作物。

第二代基因改造作物的主要目的是提高作物作为食品的功效。目前正在研发的作物包括含有大量药效成分和特定营养素的、表达出用于脱敏治疗的过敏源致敏蛋白质等）的、可用作可使用疫苗的种种作物。脱敏治疗也叫作“脱敏疗法”，是一种治疗过敏的方法，通过反复摄入不会引发过敏症状的低剂量过敏源，让身体逐渐适应。

基因改造不仅能为作物带来新功效（敲入），还能通过抑制基因表达（敲除）来提高作物的价值。

有趣的是，现在还有一种“不会流眼泪的洋葱”。这种洋葱是在新西兰发明出来的，不过第一个确定洋葱中的催泪成分及其合成酶的，是日本人研究者今井真介（好侍食品研究主干事），他还因此获得了2013年的搞笑诺贝尔奖。但这种洋葱目前仍处于实验阶段，还无法进入市场。听说它的催泪成分减少，同时风味也有相应提升，还真是想尝一次试试啊！

基因改造作物其实很危险？

接下来，就让我们来聊一聊第三代基因改造作物吧。

第三代基因改造作物最令人关注的，就是通过提高作物的性能，改善世界粮食短缺的状况。例如加强作物光合作用的能力以提高粮食单产，研发能在干旱、强日晒、盐害、低温、极端PH值土地等严苛条件下耕种的作物。为了养活不断增加的人口，我们必须增加更多的耕地，但目前几乎没有适宜耕种的空闲土地了。