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树木基因工程——科学造物者的脑洞
发布时间:2019-11-26
 


   你心中的科学家是什么样的?


   带着厚厚的眼镜,一头蓬乱的头发?


   自言自语,时而亢奋时而低落?


   又或是身披白褂,一本正经?


   一千个人心目中就有一千个不同的科学家,唯一的共同点就是—这是个脑洞大开的群体。


   因为脑洞大开,我们有了现代医学、有了一日千里的基础建设,有了电灯、手机、电视……也许只是一个科学家的灵光乍现,却最终成就了今天这个五彩斑斓的世界。



   不过,科学家们可并没有躺在功劳簿上止步不前,他们的脑洞时间才刚刚开始——剑桥大学的科学家将萤火虫的发光基因和海洋发光生物进行重组,创造出一个“生物积木”。


   然后把这种生物积木放到树的身上就发明了无须用电即可发光的“荧光树”


常见的绿化树种——杉树


   所谓的生物积木,就是一种经过简单编辑,具有特定功能的DNA小片段,可以参与组建任何生物体的基因组。科学家将它插入树木的基因组内,这种树木就会产生一种名为氧化荧光素的物质,使得树木发出绿色的荧光。随着时间推移,氧化荧光素还会逐渐积累,树木“路灯”会变得越来越亮。


   我们来简单计算一下:一个中型城市大约需要15000盏街灯,一盏街灯250W,如果全部亮起来,每小时要消耗大约3600余度电。


街灯每天要亮大约8小时,如果发光树可以在生活中大量运用,一年就可以节约1051万度电。要知道这些电可以供一个三口之家使用八千三百年。相当于一个中型火电厂一年生产电量的二十分之一,消耗的煤炭达到3000吨以上,可以装满三辆火车。




   不仅如此,如果算上发电中造成的能源消耗和环境代价,数字只会更惊人。


   活脱脱现实版的科技照亮生活,这就给未来的环保照明方式提供了一种新的可能。


   同样,还是因为脑洞大开,科学家还为树木发明了一件“超级”盔甲。


   对于植物来说,大自然时时刻刻充满了危险,旱涝、盐碱化……甚至一场虫灾都有可能击倒一片郁郁葱葱的森林。


   于是,科学家脑洞大开,把基因工程这个武器用得风生水起。


   树木抗虫的外援主要来自苏云金杆菌杀虫晶体蛋白(Bt)、昆虫蛋白酶抑制剂基因、系统肽基因、昆虫特异性蝎毒素基因(AaIT)和植物凝聚素基因等,而抗病的帮手主要是病毒外壳蛋白基因、几丁质酶基因、抗菌肽基因和防御素基因


   然而这些基因源自天南海北的不同生物体内,通过科学研究发现,它们可以帮助树木抵抗病虫害。


   科学家用顶尖科学技术将这些基因注入树木体内,与树木完美结合,携手并肩为树木服务,就好像为树木穿上了一件百毒不侵、刀枪不入的盔甲,从而练就了金刚不坏之身。



   以我国绿色长城“三北防护林”为例,“三北防护林”每年发生病虫害的面积达10多万公顷,相当于15万个标准足球场;严重危害面积达5.33万公顷以上,直接经济损失1亿元以上。


   如果能够节省下这笔钱用于植树,可以种植杨树苗一千万棵,覆盖面积达到1.1万公顷,相当于17000个足球场那么大。


三北防护林


   一旦使用化学药剂不仅花费高昂,还容易造成环境污染。如果将这些树木进行基因改造,使他们天然拥有抗病能力,无疑是个既环保又高效的选择。


   目前,我国已经有一些经过商业化的转基因树木在开始服役,例如拥有抗虫基因的白杨杂种741杨,2002年获得商业化许可,目前已有10个示范栽培点,繁育苗木170余万株,辐射推广3万余亩


杨树




   这些成绩背后,是科学家们几十年如一日的努力。他们耐得住清贫,守得住底线,在万丈红尘中为了人类福祉跋涉前行。


   哪有什么岁月静好?只不过有人替你负重前行。生活中所有我们司空见惯的每一种便利,都凝结着无数科学家佝偻的背影。

 

   科学彷如一把双刃剑,在无私的科学家的手中往往能造福人类,但在缺乏道德底线的人手中,却往往公器私用,成为谋取名利博眼球的道具,一如前些日子里,枉顾天真孩童的福祉,一意孤行进行人类基因编辑技术的贺建奎。


   时代终将证明他的荒谬与无知。


   让我们致敬那些默默耕耘、不忘初心的科学家,他们才是科学的脊梁,时代的脊梁。


参考文献:

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