明火烘烤的转基因栗子

在明火上烤栗子应该是圣诞节最经典的体验之一。但直到我进入纽约州锡拉丘兹环境科学与林业学院威廉·鲍威尔的遗传学实验室，我才尝到或闻到烤栗子的香味。

25 年来，鲍威尔和他的同事查尔斯·梅纳德一直在使用基因工程方法试图复活美洲栗树。这种树曾统治着从缅因州到乔治亚州的东部森林，占树冠的 25%，为野生动物提供食物，为人类提供木材。后来，在 20 世纪初，一种来自亚洲的真菌开始杀死数十亿棵美洲栗树，直到今天，这种真菌仍然困扰着这些树木，使该物种无法重新占据主导地位。

“如果不放掉蒸汽，它们就会爆炸，”梅纳德一边解释，一边用小刀切开三颗栗子，然后把它们放进实验室的微波炉里。我问他是否可以尝试一下转基因栗子，但鲍威尔说他必须先获得 FDA 的批准。最终的成品是淀粉质的，质地像鹰嘴豆，但更像黄油。（鲍威尔说，它们烤过后味道更好，但实验室里没有明火。）

该团队培育出了利用小麦基因来对抗枯萎病的转基因栗树。这些树正在实验室和试验场中种植，该团队可能很快会寻求联邦政府的批准，将它们移植到森林中。

该项目引起了褒贬不一的反应。一方面，该团队旨在恢复东海岸传统的自然生态系统。另一方面，他们试图通过基因改造来实现这一目标，尽管科学表明这种生物技术是绝对安全的，但这一过程长期以来一直受到环保人士的谴责。

“从来没有人使用基因工程手段来尝试保护环境，而我们在这里所做的正是如此。”

“从来没有人使用基因工程手段来尝试保护环境，而我们在这里做的就是这个，”鲍威尔说。“很多人会不假思索地就下意识地认为转基因意味着坏事。所以我们必须鼓励人们思考这个问题。”

工作原理

栗疫病是由一种通过树皮伤口进入树木的真菌引起的。一旦进入，真菌就会释放草酸杀死附近的树木组织，为真菌的侵染和吞噬做好准备。最终，病原体会形成死组织区域，称为溃疡，这实际上会扼杀树木，将其彻底杀死。树木的根部可能会存活几年，每年春天都会长出新芽，但栗疫病已经使美国大部分栗树发育不良。

转基因树木中的小麦基因编码一种分解草酸的酶。没有酸来杀死组织，以死物为食的真菌就无法进入。相反，它们会附着在树皮上，造成最小的损害。“这是数十亿人每天食用的基因，”鲍威尔说。“如果你吃小麦，你就是在吃这种基因，而且你很可能在吃它产生的酶。”

在过去的几个月里，研究小组已经证明，他们的转基因美国栗树对枯萎病的抗性不亚于中国板栗树，中国板栗是另一种栗树，具有天然的抗真菌能力。

研究团队还忙于分析转基因树对环境的影响——比较生长率、对昆虫的影响以及落叶分解，以确保转基因树与普通栗树一样。在本周刚刚公布的研究结果中，橡树岭国家实验室寻找转基因栗树代谢产物的异常。他们发现转基因栗树的维生素 E 含量较低，但其含量仍与中国栗树的含量一致。因此，到目前为止，转基因树与其他栗树没有明显差异。

鲍威尔表示，下一步就是寻求美国食品药品监督管理局、美国农业部和环境保护署的监管批准，这样他们就可以开始在各地种植这些树了。申请将涉及后续研究和大量的问答，包括解决公众的担忧。鲍威尔估计，整个过程可能需要大约五年时间，而且由于转基因栗子需要被认定为可以安全食用，因此这个过程很复杂。

反冲

并非所有人都张开双臂欢迎转基因树木。锡拉丘兹地区的《标准邮报》刊登了一篇关于转基因树木可能重振美国森林的文章，读者对此褒贬不一。反转基因组织食品安全中心的玛莎·克劳奇在给该报的一封信中写道：“如果出现问题，研究人员的梦想可能会变成一场噩梦。一旦转基因树木蔓延开来，就很难再收回它们。”

另一位评论员称这些树“不自然”，鲍威尔对此回应：

12月初，一个名为“阻止转基因树木运动”的激进组织呼吁消费者停止该项目，称转基因树木“没有必要、不受欢迎”且“不可预测”。

但并非所有人都张开双臂欢迎转基因树木。

也许还有另一种方法可以让栗子重新在森林中繁衍生息——包括克劳奇在内的活动人士往往认为这种方法更容易接受。鲍威尔和梅纳德正在与美国栗树基金会纽约分会合作培育转基因树，而该组织的国家分会则试图通过与天然抗病的中国板栗杂交，培育出一种抗枯萎病的美国栗树。

国家分支机构已成功培育出抗枯萎病的美国栗树，其 DNA 的 1/16 来自中国板栗树。但杂交方法的问题在于，中国板栗使用数十种基因来对抗枯萎病，这些基因需要协同作用。当树木繁殖时，这些基因会混杂在一起。许多后代不会继承全套抗枯萎病基因，因此它们抗枯萎病的能力较弱。而且抗性在每一代都会逐渐减弱。相比之下，在鲍威尔和梅纳德的研究中，只需要一个基因就能产生抗性，当转基因树与野生树杂交时，50% 的后代具有很强的抗枯萎病能力。

“我们所做的改变比育种计划要小，但他们根本不需要测试他们的种子，”鲍威尔说。有时这可能是一个问题。密歇根州的研究人员曾试图将欧洲-日本杂交栗树与中国栗树杂交，以期生产出更大的坚果。但基因不相容，导致了一种称为内部核破裂的状况。三分之一的后代产生的种子在壳内解体。

“这些物种是在地球相反的两边进化的，”鲍威尔说。“你可以培育它们，但它们不是同一棵树。”

尽管如此，他说国家分支机构做得很好，他希望有一天这两个项目可以杂交培育出更好的树。

让栗子从地里复活

梅纳德实验室的经理琳达·麦圭根从转基因树还是胚胎时就开始悉心照料它们。当它们还只有手表电池那么大时，它们就被克隆和转化，这个过程利用农杆菌将小麦基因插入胚胎的基因组中。然后，在一年的大部分时间里，发育中的树被从一个生长培养基转移到另一个生长培养基中，被装在袋子和盒子里，这些袋子和盒子有助于保持精确的光照、温度和湿度条件。最后，它们被移到温室里，从那里它们可能会被种植在纽约州七个田间地点之一。

鲍威尔、麦圭根和我走过一个这样的试点，距离实验室只有几英里。这些树看起来像 11 月地面上的树枝，树叶在我们脚下嘎吱作响。田地里有几块不同的小树地，种植于不同的时间和研究的不同阶段，周围有栅栏以防鹿进入。

鲍威尔看着一片只有一株野生亲本的树丛——这片树丛证明了该基因在第二代仍然很强大——告诉我，实验室打算在试点地区再种植 10,000 棵转基因栗树。他们并不是唯一一个有这个目标的人。当时，该团队距离实现 50,000 美元的众筹目标（种植 10,000 棵树）只差几百美元。到 12 月 5 日众筹结束时，他们已经筹集了超过 100,000 美元。

鲍威尔希望，几年后，栗树的管制将解除，人们可以种植和食用。该团队表示，他们不会为这些转基因树申请专利，也不打算从中获利。他们希望这些树可以自由使用，这样任何人都可以随意种植，最终恢复东海岸的历史森林。

鲍威尔估计，至少再过 100 年，美国栗树可能也无法在森林中扎根。而恢复将是一个缓慢的过程，完全取决于公众的参与意愿。“这些树不是杂草。它们不会迅速蔓延。所以这真的取决于人们种植它们。”