以色列基因研究企业Evogene上周宣布在杀虫剂研发方面取得重大进展,是在日益壮大的基因改造行业中研发的最新创新技术。

Evogene表示,科学家通过其大数据基因分析平台已成功复制有望用作杀虫剂的微生物的遗传物质。该公司希望能够通过更多研究进一步改造基因,加强其灭虫属性,并将其嵌入作物基因中或通过育种使作物带有该基因,从而形成对抗害虫的内置灭虫剂。

听起来很科幻,但该做法并非Evogene首创。事实上,该公司只是对已经存在二十多年的技术进行了扩展,试图研发可以替代现在广泛使用的基因杀虫剂的方案,因为该杀虫剂的劣势已经开始体现出来。

部分微生物天生就对天敌和害虫具有防御能力,通过大数据计算和先进的基因分析技术,如今分离出决定上述防御性状表达的基因已成为可能。基因分析可让我们深入了解并寻求利用不同基因的功能。基因经过加强后可制成插入不同物种的片段,表达多项功能,如抗虫性以及在干旱气候中更易存活的能力等。

根据最新研究成果,位于雷霍沃特的Evogene宣布已成功分离出微生物中可能具有“灭虫属性”的特定基因,可对抗数种主要害虫。该公司表示其利用已申请专利的微生物数据库和专用分析平台BiomeMine,已分离出数种微生物基因,可有效驱除鞘翅目(甲虫类昆虫)和鳞翅目(飞蛾和蝴蝶)害虫。

上述昆虫家族包括最让农民头痛的害虫——玉米根虫和棉铃虫,每年都会造成大量损失。

现在Evogene将把计算结果用于对抗该公司研发中心的真正害虫,该研发中心位于基因改造巨头及Evogene投资商之一孟山都的总部密苏苏里圣路易斯。

尽管Evogene发现的遗传物质可用于多种用途,例如可研发成生物杀虫剂,但该公司有着不同的想法:把基因嵌入作物中,使作物表达出对害虫的自然防御功能。

虽然对部分人来说,通过转基因使植物生成内置杀虫剂听起来不太现实,但其实这项技术已经存在了几年。事实上很多作物包括玉米、大豆和烟草体内都已经含有经过改造的防虫基因,基于一种名为苏云金杆菌(Bt)的细菌的遗传物质。该菌可产生起到杀虫剂作用的物质,对抗Evogene希望消灭的害虫。

苏云金杆菌基因在1995年首次被植入作物,到目前为止该基因已经通过育种存在多种作物中,包括数个品种的玉米和大豆。苏云金杆菌在1901年被发现可有效消灭害虫,上世纪二十年代被用作杀虫剂。

苏云金杆菌是以孢子的形式喷洒到作物上的,而苏云金杆菌孢子通常被认为是安全的,但经过育种进入作物后,关于该细菌的安全性存在一些争议。把苏云金杆菌基因嵌入作物的想法是在上世纪九十年代完成这一操作的技术成为可能后出现的,随后人们慢慢发现害虫正在逐渐形成对苏云金杆菌孢子的抵抗力,近几年来害虫不断在加快形成耐受性的过程。

Evogene希望利用新基因研发出有效的基因灭虫方案,替代基于苏云金杆菌的杀虫剂,通过育种或转基因使作物带有相关基因。该公司表示,经过改造的新基因可催生“新一代控虫产品,将解决日益严重的害虫耐受性问题”。

目前对相关基因的研究是包含数千万种微生物基因的数据库的组成部分,而且该数据库还在不断扩大,通过多个来源获取数据,包括公共和私人渠道,如企业研究、学术研究、政府数据等。

Evogene 表示:“随着微生物基因库收录数千万种潜在基因,能否发现可成为未来控虫产品基础的新型微生物基因取决于是否能把大量相关数据汇编成综合数据库以及成功分析巨大的信息量。”

基因改造的反对者表示,上述好处是需要付出代价的。欧洲很多政府官员坚决抵制转基因作物,而那些经同意种植转基因植物的农民也受到严格管制,还需经过长期试验。非转基因项目(Non-GMO Project)等组织表示,多项实验均“表明存在风险和毫无真正益处,专家也由此把基因改造视为一项不当且过时的技术。考虑到我们可利用高效、有科学依据以及节能安全的方式满足全球当前和未来的食物需求,我们没有必要去招致这些实验揭露的风险。”

但应该指出的是,现在还没有研究显示经过基因改造的微生物会产生任何危害,而基因改造的支持者表示,如果没有基因改造,世界将无法生存下去。

唐纳德•丹弗斯植物科学中心是一家研发植物科学技术的非营利科学研究中心,该机构首席运营官山姆•费欧雷洛(Sam Fiorello)表示,“我们真的别无选择。到2050年,我们将要解决更多人的温饱问题,我们需要在未来35年生产出我们过去8000年的粮食产量。为了实现这一目标,我们将需要利用所有可用的工具,而基因改造是一项不可排除的技术。”

“超过数千万英亩种植的科学实验表明,基因改造是一项安全的技术。”费欧雷洛表示,欧洲和禁止基因改造技术的其他地方最终将会接受该技术,因为需求太大了。“反科学论述很强劲,但我相信随着科学家学会更好地以理服人,加上需求日益迫切,越来越多人将会接受我们现在所做的工作。”

Evogene总裁兼首席执行官奥弗•哈维夫(Ofer Haviv)表示,那正是Evogene的希望所在。“通过研发独特的方法进行数据生成和计算分析,我们正在为未来控虫新产品的研发铺平道路。作为该项目具有重要意义的下一里程碑,候选基因的确定将进一步推动我们向着目标前进。”