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烟草的未来之路转基因或是新方向

发布时间:2019-10-13 06:25:52 编辑:笔名

  烟草的未来之路:转基因或是新方向

  消费者对吸烟对健康的危害日益重视,全球的烟草消费在下降,烟草产品的未来在那里?世界卫生组织呼吁减少烟草种植,烟农的未来在那里?转基因烟草也许能给出这方面的答案。无论是在生产低尼古丁烟草产品方面还是生物燃料方面,转基因烟草的开发已获得了较大的进展,为烟草的未来指出了不同的发展方向。

  低尼古丁产品

  美国的22世纪集团公司,现在拥有生产尼古丁含量极低烟叶的技术。该公司是一家植物生物技术公司,致力于烟草转基因技术研究,通过基因工程或植物培育的专利技术降低或提升烟草作物的尼古丁及其他烟碱(例如去甲烟碱、新烟草碱和假木贼碱)含量。

  22世纪集团9月9日宣布,美国专利商标局(USPTO)已颁发了一项专利,允许采用取自转录因子基因NbTF7(又名NbARF1)的核酸改变烟草作物的尼古丁含量。NbTF7可同时调控多个尼古丁生物合成基因的表达。22世纪集团的转录因子技术的主要优势在于能够下调多个尼古丁生物合成基因、从而生产出尼古丁含量极低的烟草,也能够通过修饰单条转录因子基因进行上调、从而生产出尼古丁含量高的烟草。

  据此前的研究表明,用这种改造过的烟叶制成的卷烟,其尼古丁量能降低97%,但保持了传统卷烟的味道和吸食习惯。

  10月9日,22世纪集团公司宣布,其子公司22世纪有限公司与英美烟草公司的子公司英美烟草(投资)有限公司已签订一份全球性研究许可协议(“协议”),授权英美烟草公司使用22世纪集团的可改变烟草中烟碱生物碱的专利技术。

  该“协议”的研究期限持续四年,在此期间,22世纪集团与英美烟草公司将精诚协作,共同开展研究,以进一步开发学科技术。

  此协议的签订,也标志着这种技术或许很快就会应用到英美烟草的产品中,进行大规模的商业化生产。

  生物燃料

  在烟草产品的全球消费逐步下降的同时,一些科学家试图寻找烟草除了作为烟草产品进行消费之外的其他用途,以期为烟农找到新的发展途径,使他们能继续种植烟草而获得可观的利润。

  在西班牙进行的一项新研究表明,转基因烟草植物可以用来作为生物燃料的原料。在露丝·桑斯巴里奥(Ruth Sanz-Barrio)的博士论文中,纳瓦拉公立大学的一名农业工程师,以及生物技术研究所的研究人员,第一次展示了使用特定烟草蛋白作为生物技术工具的可行性。具体来说,她已经设法将烟叶产生的淀粉含量增加了700%,可发酵糖的含量提高了500%。

  在加利福尼亚大学,科学家们正在对烟草作物进行转基因改造,使之能产油。当对这种转基因改造的烟草作物进行萃取的时候,可以作为完全替代型的生物燃料,为飞机、汽车和其他机器提供动力。

  这项转基因计划的首席研究员美国合作社推广站专家Peggy G. Lemaux说:“我们对烟草进行转基因改造,使之生产生物燃料的原因有几个。由于烟草不是食物源,用于生物燃料的烟草生产不会对全球的粮食市场产生影响,也不会进入到食品供应链里。最后,烟农也渴望生产一种公众更能接受的产品。”

  一个包括Lemaux、Melis、Niyogi,以及劳伦斯伯克利国家实验室和肯塔基大学的研究人员在内的研究联合体,正主要从产油的藻类植物中提取基因,并将这些基因注入烟草植物以使烟草植物叶子产油。

  德国对转基因烟草的研究迈出了一大步。在明斯特,弗劳恩霍夫研究所的分子生物学和应用生态学研究所的研究人员已经找到了烟草植物的青春之泉,这意味着他们可以让烟草永葆年轻。明斯特的研究人员发现了基因开关,可以防止植物长花苞以及盛开。这也扭转了该植物衰老灭亡的早期改变——抑制了停止增长的因子。“我们的第一批烟草植物现在将近8岁了,但它仍在继续不断增长,”研究所的功能和应用基因组部门的负责人德克·普吕佛教授说。“尽管我们经常修剪它,它已经6.5米高了。如果我们的温室更高一些,它可能长的更大一些。它杆的直径已经达到了10厘米。而在正常烟草植物上的叶子,从烟茎的底部生长,很快变黄并凋谢,研究所的植物叶子保持健康和绿色。这就是为什么科学家们把他们改进的植物物种命名为‘永远年轻’了。”

  这主要是研究人员修改了某些基因的表达——或者说,它包含的信息——因此,植物的开花延迟了。研究人员然后把修改后基因用一种细菌放回到植物中。细菌的作用是为修改后的基因提供一种短程运输服务。

  将来,研究人员想要更进一步,能使用化学诱变限制植物的生长——也就是说,使用正常生长技术。这个过程包括使用化学添加剂,使种子的DNA序列带来变化。这个优势是,以这种方式种植的植物,将不再是转变基因了,而仅仅是利用标准技术种植的一种植物。

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