美国加州经历了长达四年的干旱。这不是普通的干旱——据科学家说，在全球气候变化的推波助澜下，这是一次千年不遇的最严重的干旱。加州面临的情况非常严重，州长Brown不得不签署执行两项紧急措施，拿出10亿美元用来缓解旱情和兴修水利基础设施。受到打击最大的产业是农业，缺水已经是农场主损失了几十亿美元。而且，加州的旱情还仅仅是个开始；科学家预测，在未来30到90年，全球都会发生严重而广泛的干旱。全球75%的淡水都用于农业生产，干旱会造成大面积的农产品减产，除非能够找到一条道路，用较少的水维持所有作物的现有产量。
这就是转基因技术想要解决的问题之一。
耐旱一直是基因工程师最看重的特性之一，但是几十年来，他们培育出的耐旱品种屈指可数。孟山都公司的DroughtGard玉米是唯一实现了商业应用的具有耐旱性的转基因作物，而且它才刚刚投放到市场。现在，科学家正在植物的基因水积极地寻找有效地利用水的秘密。
“我们现在已经掌握了必要的基因工具，可以预先改造出能适应未来干旱天气的作物，”悉尼大学农业与环境系的Peter Franks说。“我们的研究目标是用更少的水维持甚至提高作物产量。”
他们已经做到了这一点。他们最近发了一篇文章，详细介绍了一种基因（EPF2）的过度表达如何使拟南芥在干旱环境中更具有生长优势。
EPF2基因负责之中小型生化肽的编码，这种肽负责控制叶片上用于进行气体交换的气孔的数量。这些小孔也是水分蒸发的通道，所以气孔多的植物会需要更多的水分。通过控制EPF2的基因表达，这个研究团队创造了一种叶片上气孔较少的植物，如人们所料的一样，它消耗的水也比较少。但是最重要的是，这种新的植物虽然需要的水少了，可以其进行光合作用的能力和繁殖能力却丝毫不受影响，特别是在二氧化碳较高的环境里。换句话说，他们创造了一种能够在未来干燥而充满二氧化碳的环境中蓬勃生长的植物。
目前对转基因作物的批评主要是针对现有的转基因作物种类的，它们的主要特性是抵抗杂草滋生（RoundUp Ready型转基因作物）和防虫（Bt型转基因作物）。但是依据这些作物来评判转基因技术的潜力是不合适的。
即使在现有的转基因作物品种里，也有一些有利于环境的品种。例如，德国Max-Planck研究所的科学家上个月推出了一种新型的抗虫害马铃薯。这种新型的转基因作物能够抵抗科罗拉多马铃薯甲虫。这种甲虫被称为“国际超级害虫”，因为它进化出了强大的抗药性，不惧怕上个世纪使用的所有主要的杀虫剂。这种新的抗虫害马铃薯和传统的Bt型转基因作物不一样，不是靠产生普通的杀虫剂来杀死这种害虫；相反，它会产生一种特殊的杀虫RNA，只杀死马铃薯甲虫，而不会杀死其他虫子。
这种新的转基因作物杀死害虫是靠RNA干扰（RNAi），它是许多物种体内存在的一种先天基因机制，可以抑制基因的表达。细胞中双链的RNA会被一种叫做Dicer的酶切成一个个大约21个核苷长的小段，这些小段被称为小干扰RNA（siRNA）。这些小干扰RNA片段会与与它具有互补片段的RNA分子结合在一起。然后，一种叫做RNA引致基因沉默载体的细胞成分就会瞄准这些RNA分子，并摧毁这些分子。
其他领域的基因科学家早就在利用RNAi来培育转基因品种了。现在，农业科学家正在了解如何让植物产生对它们自身无害，但是能够杀死害虫的双链RNA。
这个德国的科学家团队培育了一些马铃薯，它们的双链RNA靶向了对于超级甲虫的生存至关重要的两个基因。这不是第一种以RNAi作为害虫控制机制的转基因植物，但是这是第一种在叶绿体中而不是主细胞中产生杀虫RNA的转基因植物。研究团队将杀虫基因插入到叶绿体中，从而使培育出的转基因马铃薯对超级甲虫具有极高的杀虫效率。
“将转基因的目标从细胞核转移到了细胞质，从而消除了用转基因手段产生RNAi为植物提供有效保护的障碍，”研究人员在结论中说。但是，这种转基因植物最大的好处是，杀虫RNA针对的是特定的物种，而不是蛋白质，因此不会对人类造成影响。“双链RNA方法为植物提供了保护，但是却不会在植物中插入化学物质或外来的蛋白质。”
由于现在公众对转基因作物有很多疑虑，甚至担心它会带来不可预见的可怕后果，所以这一点非常重要。未来的转基因作物要取得成功，必须想办法消除公众的这种恐惧。
最近的这两项研究仅仅是基因科学家希望利用生物技术解决的众多问题中的两个代表。除了干旱和害虫，他们还在设计能够对抗营养不良的农作物和能够产生疫苗的农作物。
毫无疑问，下一代转基因作物和现在备受批评的转基因作物不同。未来的转基因作物的可能性几乎是无限的，它们能带来的好处也几乎是无限的。而且，随着世界气候的迅速变化，农业生产显然也要随着变化，以适应不可预测的环境。农业的未来可能在很大程度上取决于基因科学家的才智和他们所创造的转基因作物。真正的问题是，这些新的转基因作物能否做到现在的转基因作物所做不到的事情：赢得消费者的心。
上一篇：陈全胜谈食品品质与安全无损检测新技术
下一篇：农业污染超工业 微生物农药助“一臂之力”
