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转基因芥菜可减轻土壤污染


美科学家用转基因芥菜消除土壤硒污染 

  在加利福尼亚州进行的一项田野种植试验中,转基因印度芥菜成功地吸收了土壤中过量的硒。

  负责此项研究的科学家说,这是第一项显示转基因植物可减轻污染的田野试验,它显示该技术可在实验室外发挥作用。

  硒对生物来说是有用的微量元素,但过量也会产生毒害。在加州的某些地区存在页岩,农田灌溉用水会溶解页岩中的硒。表层土壤中的水分蒸发导致硒积聚,含量达到较高水平,对植物有害。但印度芥菜(Brassicajuncea)天然拥有抗硒元素毒害的能力,并能通过根吸水的过程吸收硒。

  加州大学伯克利分校的植物学家、此项研究领导者NormanTerry说:“印度芥菜生长得很快,即使在环境压力较大的条件下也能达到很高的生物量。”研究者往芥菜中添加一个基因,该基因产生吸收硒的酶,从而使转基因芥菜呼收硒的能力增强。

  试验发现,与传统的野生型印度芥菜相比,这种转基因芥菜积累硒的能力最多高出3.3倍左右。有关论文发表在《环境科学技术》(EnvironmentalScience&Technology)网络版上。

  不同品系

  研究人员培育出三种不同品系的转基因芥菜,每一品系所产生的吸收硒的酶都不相同。将它们和野生型芥菜一起种植在受硒污染的土壤里,进行试验。

  结果发现,转基因作物生长幅度最多达到了种植在无污染土壤里时的80%,而野生型芥菜只达到了一半,这显示转基因芥菜生长受硒污染影响更小。在试验中,种植45天后即进行收获。研究人员认为,如果让它们生长更长时间,将可以去除更多的硒。他们估计,最有效的植物清除了最上层25厘米土壤中4.4%的硒。

  密歇根州立大学的植物学家ClaytonRugh说:“在田野中试验这些植物是非常重要的,因为田野试验结果往往与温室或实验室结果有差异。”

  昂贵的填埋

  直到如今,消除土壤中有毒化学物质的方法,技术含量仍非常低。“主要的方法是把(受污染的)土壤挖出来,埋在别处,”Rugh说。人们也采用化学手段来进行“土壤清洗”,但所有方法都要消耗大量财力和人力。“而且对环境危害很大,”Rugh补充说,“清洗后的土壤非常贫瘠,需要很长时间才能恢复地力。”

  用植物来清除土壤中有害化学物质的方法――“植物修复”(phytoremediation),成本将比上述手段低得多,但所需时间较长。Rugh说,此前人们已经用非转基因植物如中国蜈蚣草(鳞盖凤尾蕨Pterisvittata)来去除土壤中的砷,基因改造将使这类去污方法更快见效。

  Rugh承认,转基因植物与食品农作物杂交的可能性值得担忧,如果你造出一种植物来吸收大量的金属,就得保证它不会混到食品农作物里去。他说:对它们(这类转基因植物)的管理,要比管理转基因食品农作物更严格。

  Terry说,这项田野试验经过了详细规划,保证种植地附近没有印度芥菜的近亲植物,而且转基因作物所开的花会立刻被摘掉(防止花粉传播)。他说,理想状况下,这种转基因作物被允许的生长时间要比试验时间长得多,因此可能要进行更多的遗传工程研究,以保证花粉中并不携带改造基因。 

  Terry说,这种去污方法还可能有一项有用的副产品,即吸收了大量硒的芥菜可以用于喂养那些食物中硒元素缺乏的牛。研究小组正努力使转基因芥菜清除污染的能力变得更强。“我们希望把(转基因芥菜)积聚硒的能力增强到野生型植株的10倍到100倍,”Terry说,“这项研究是一个很好的开始。”


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