來源: 網(wǎng)易探索(廣州)
網(wǎng)易探索4月1日報道 在肯尼亞基博科（ Kiboko, Kenya），一片雜交玉米田被鐵絲網(wǎng)圍了起來。鐵絲網(wǎng)內(nèi)，食品安全管理人員正在研究如何用在缺水的情況下進(jìn)行作物種植。近年來，每年的6月至9月期間，該地區(qū)都會遭到干旱的侵襲，糧食產(chǎn)量降低。兩個新品種的玉米將被引進(jìn)撒哈拉以南非洲地區(qū)，預(yù)計會緩解干旱帶來的不利影響。其中之一采用了傳統(tǒng)育種技術(shù)，而另外一種更高產(chǎn)的品種采用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)。兩者都具有耐旱特性并且免除種子的轉(zhuǎn)基因?qū)＠悺Ｅ浜掀渌r(nóng)業(yè)政策，它們有望解決3億人口的吃飯問題。
在 2017年轉(zhuǎn)基因玉米進(jìn)入商業(yè)市場之前，非洲大陸許多地區(qū)必須盡快制定相關(guān)的生物安全法規(guī)。
肯尼亞的西爾維斯特?歐伊克（Sylvester Oikeh），是一名農(nóng)業(yè)科學(xué)家和非洲農(nóng)業(yè)技術(shù)基金會的耐旱玉米計劃（非洲節(jié)水玉米計劃，簡稱WEMA）的項目負(fù)責(zé)人 。他在接受一次電話采訪時傳達(dá)了肯尼亞在這個問題上的承諾。
“玉米作為非洲一半以上人口的主要糧食作物，其產(chǎn)量受到干旱的嚴(yán)重影響，”他說。 “隨著氣候變化，這種情況將愈加惡化?！痹撚媱澋玫搅藦娪辛Φ闹С?。蓋茨基金會和沃倫巴菲特（Warren Buffett）為其提供經(jīng)費。美國孟山都公司（Monsanto）向該計劃捐贈了其耐旱轉(zhuǎn)基因技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在北美糧食作物上，使用了枯草芽孢桿菌的一個基因，該菌種廣泛分布在土壤及腐敗的有機物中。
像烏干達(dá)東北部這樣的地區(qū)，遭遇干旱的頻率由原來的五年一次發(fā)展到了現(xiàn)在的兩年一次，作物產(chǎn)量也受到了很大的影響。適宜在豐雨區(qū)種植的玉米已經(jīng)面臨了氣候變化對其產(chǎn)量的不利影響，歐伊克說。
對未來的干旱和高溫的恐懼
“2008 年的糧食危機是一個預(yù)兆，”美國國務(wù)卿希拉里?克林頓的科學(xué)和技術(shù)顧問尼娜?費德羅夫（Nina Fedoroff）說：“氣候變化的影響已經(jīng)開始顯現(xiàn)?！?/FONT>
隨著人口的增加，水資源的匱乏，發(fā)展中國家對肉類需求的增長，以及對土地資源爭奪的加劇，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率需要大幅度的提升。這是比20世紀(jì)70年代的第一次綠色革命更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，費多羅夫說。（注：第一次綠色革命發(fā)生在上世紀(jì)50年代初，其主要特征是把水稻的高稈變矮稈，另外輔助于農(nóng)藥和農(nóng)業(yè)機械，從而解決了19 個發(fā)展中國家糧食自給問題。）
氣候變化將對世界各地的農(nóng)業(yè)造成三重影響，作物面臨的考驗包括氣溫的上升，干旱和水的含鹽量的上升。統(tǒng)計數(shù)字也說明了這一點。到本世紀(jì)末，全球平均氣溫比正常情況下升高了3.5攝氏度。光合作用的最適溫度為20至25攝氏度。根據(jù)英國國際發(fā)展部和LTSI公司的報告，到2080年，烏干達(dá)的平均氣溫將上升到29攝氏度（比目前的平均氣溫增加了4.3攝氏度）。溫度上升將伴隨著不穩(wěn)定的降雨，更多的旱災(zāi)，類似情況已經(jīng)在該國發(fā)生。
“目前，世界上三分之一的人口生活在干旱的土地上，”費多羅夫說，“未來的情形是非常艱難的。”
熱帶地區(qū)的形勢最為嚴(yán)峻
其他領(lǐng)域的專家也同意以上說法。牛津大學(xué)動物學(xué)系的教授查爾斯?戈弗雷，最近在《科學(xué)》雜志（Science）上聯(lián)合發(fā)表了一篇論文，文中討論了如何應(yīng)對90億人口（預(yù)計2050年，全球人口將達(dá)90億）吃飯問題的挑戰(zhàn)，論文認(rèn)為氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響將是負(fù)面的。盡管氣候變暖將使寒冷地區(qū)的土地變得適合耕種，但這并不能抵消它對熱帶地區(qū)水和土地造成的損失。
“現(xiàn)行的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式是不可持續(xù)的，”他說。“ 水是生命之源?？傆幸惶煳覀儠谑澜绺鞯孛媾R水資源的短缺?！坝泻芏喾椒梢蕴岣咿r(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。精耕農(nóng)業(yè)的興起，生物技術(shù)輔助的傳統(tǒng)育種技術(shù)，灌溉技術(shù)的改良和轉(zhuǎn)基因作物對幫助世界應(yīng)對食物危機都是很重要的，戈弗雷說。
2008年，食品供應(yīng)鏈的不暢打亂了全球價格和導(dǎo)致了世界各地的混亂。這種情況會變得更糟。農(nóng)業(yè)的重大改善是必要的，以應(yīng)對日益復(fù)雜的世界對糧食需求的增加。一旦面臨危機，南亞和撒哈拉以南非洲受到的打擊將是最嚴(yán)重的。
在非洲，基礎(chǔ)設(shè)施的改善，更好的使用化肥，灌溉技術(shù)的改良和其他的約束，可以順利地增加產(chǎn)量。但非洲大陸干旱頻繁，數(shù)百萬農(nóng)民在自己的一畝三分地上進(jìn)行小規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而且多依賴降雨灌溉農(nóng)田。玉米是最廣泛種植的作物，在撒哈拉以南非洲的近3億人口以此作為主要的食物來源。它的種植地區(qū)依賴雨水灌溉，很容易出現(xiàn)歉收。
“非洲非常需要轉(zhuǎn)基因作物，”歐伊克說， “基于我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力下降的現(xiàn)狀，沒有比向科技尋求解覺方案更好的方式了?！?/FONT>
保持農(nóng)作物產(chǎn)量領(lǐng)先的競賽
在中期，通過分子生物學(xué)技術(shù)輔助的常規(guī)雜交育種（分子標(biāo)記輔助育種）就足以滿足要求了。但采用這種育種方法需要時間。開發(fā)轉(zhuǎn)基因作物需要大約10年，而采用分子標(biāo)記輔助育種開發(fā)類似特性的作物則需要兩倍的時間。作物的野生親緣可以更好地適應(yīng)嚴(yán)厲的氣候條件，但是收集和繁殖這種作物的努力才剛剛開始。而有些情況下，作物的特征太復(fù)雜，無法復(fù)制，因一個單一的特征常常由多個基因共同組成。而另外的情況下，所需的特征，如能夠抵抗某些病蟲害的特征 ，不存在于植物基因組中。
分子生物學(xué)家和中立的政策者希望轉(zhuǎn)基因（GM）作物能在農(nóng)業(yè)的未來中占據(jù)重要角色。目前，世界范圍內(nèi)大約有30個商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因作物。據(jù)歐洲委員會聯(lián)合研究中心預(yù)計，到2015年，這一數(shù)字將增加至120。
“你能想象沒有外科手術(shù)的醫(yī)學(xué)么？”當(dāng)被問及是否轉(zhuǎn)基因作物的必要性時，國際水稻研究所總干事羅伯特?齊格勒說。國際水稻研究所的總部設(shè)在菲律賓，在第一次綠色革命中，它幫助亞洲水稻實現(xiàn)了增產(chǎn)。 “轉(zhuǎn)基因是一個強大的工具，可以提供地球上大多數(shù)人口的糧食需求，減少農(nóng)業(yè)占地面積，讓生活更舒適。”
再來說說枯草芽孢桿菌 。這種細(xì)菌的基因組至少在一個片段上與玉米有共同之處。盡管他們進(jìn)行幾千年獨立的演變，但都包含乳腺葉狀囊肉瘤蛋白質(zhì)（CspB protein）的基因，這個基因有助于機體適應(yīng)壓力 。對于植物，沒有比水缺乏更大的壓力了。
尋找抗壓的植株
玉米植株細(xì)胞內(nèi)，作為RNA的中繼消息的小分子幫助細(xì)胞保持活性。但在干旱氣候下，分子會發(fā)生畸形和不穩(wěn)定。乳腺葉狀囊肉瘤蛋白質(zhì)可以捕捉分子并穩(wěn)定它們，使RNA整齊地折疊，保持正確的形狀。這是，光合作用的效率會更高。一個玉米穗里會有更多飽滿的玉米粒。
這個由孟山都公司發(fā)現(xiàn)的基因，使北美的玉米產(chǎn)量增加了10個百分點。在墨西哥的國際玉米和小麥改良中心，非洲的科學(xué)家們把這種專利基因放進(jìn)非轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)開發(fā)的抗旱玉米中?？茖W(xué)家希望開發(fā)出的新品種能使農(nóng)作物產(chǎn)量增加百分之三十。
“在發(fā)展轉(zhuǎn)基因作物的五個國家中南非，莫桑比克，烏干達(dá)，肯尼亞，坦桑尼亞，應(yīng)該能夠增加2噸玉米產(chǎn)量，可以養(yǎng)活14至21萬人口，”歐伊克說， “如果在非洲各地廣泛推廣，我們將獲益更多?！北M管肯尼亞做出了承諾，但目前在非洲允許轉(zhuǎn)基因作物進(jìn)入市場的少數(shù)幾個國家是埃及，南非和布基納法索，國際糧食政策研究所的一名研究員紀(jì)堯姆?格汝爾說。其他國家沒有專門的政府機構(gòu)制定轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化的法規(guī)。
“我覺得最大的不確定因素在于，他們準(zhǔn)備開展轉(zhuǎn)基因作物種植時，是否能有完善的監(jiān)管，”格汝爾說，“在這些非洲國家，我們還有很多工作要做，以建立可操作的法規(guī)，但現(xiàn)在還沒有。”
本文譯自/科學(xué)美國人 譯/易言 譯言供網(wǎng)易探索獨家稿件。
