美國華盛頓大學研究人員莎倫•多蒂在最新一期的《美國國家科學院院刊》發表報告稱,經過基因工程改良的白楊樹苗可以吸收三氯乙烯等有毒物質,并能將其分解或經過代謝轉化成無毒的副產物,其速度是正常樹苗的100倍。該研究揭示了利用基因改良的植物來清除有毒污染物的極大潛力。
十多年來,科學家不斷試驗用植物凈化土壤和環境的各種方法,其中一項技術稱為“植物修復”。該技術比化學、工業方法要廉價得多,負面影響更小,也能美化環境,但存在的問題是,這種方法非常緩慢,而且植物在冬天停止生長。因此,這種方法在經營者看來實用意義不大。
白楊樹可以產生一種稱為細胞色素P450的酶,這種酶能分解三氯乙烯中的氯離子,并能把其中的碳、氫元素與氧重新結合,生成水和二氧化碳。而在許多動植物中也能發現細胞色素P450,多蒂的研究小組獨辟蹊徑,將兔子肝臟中能產生細胞色素P450的基因片斷移植到白楊樹的基因中,培養出一種基因工程改良白楊樹。這種經過基因改良的白楊樹能從培養液中清除多達91%%的三氯乙烯(一種最常見的地下水污染物),而普通白楊只能清除3%%的三氯乙烯,清除速度也超過普通白楊100倍。
合作研究人員尼爾.布魯斯發現,一種細菌能從污染土壤中過濾分解三次甲基三硝基胺(RDX)。RDX是一種有毒爆炸物,可導致土地和地下水大面積污染,在自然環境中很難自身分解。研究人員將細菌的這段功能基因注入水芹和阿拉伯芥中,發現這兩種植物的清除RDX的能力比通常植物要快得多。
布魯斯表示,用植物將RDX分解成無毒物質,如可用作植物氮肥的亞硝酸鹽。他們下一步準備將這種基因注入白楊中。但一些小蟲子會去吃這些植物,他們正計劃一項安全實驗,以檢驗這些植物組織會不會傷害到其它生物。他們還要將這些白楊種在土壤中觀察實際效果。
最近,轉基因植物研究不約而同地將目光鎖定到了環境治理上。前幾天,剛有關于基因改造白楊樹用于高效清除環境污染物的報道,17日,VOA又有報道稱利用基因工程植物處理軍事和工業基地附近污染物的研究有了新進展。
研究者稱,這種基因工程植物被稱為“補救植物”,將這種植物種植于軍事或者工業基地附近可以吸收其土壤中的污染物,減少對當地飲用水的威脅。他們的研究成果已經發表在《ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences》上。在發表的文章中,詳細地介紹了他們怎樣利用基因工程植物吸收軍事及工業基地附近土壤中的毒物。
他們研發這種“補救植物”的目的之一就是要減少“RDA”的污染。“RDA”是一種在軍事訓練基地附近發現的化學污染物。大不列顛約克大學的LizRylott是一位植物分子生物學家,他也是這個項目的負責人。Rylott說:“RDX是TNT炸藥的關鍵成分之一,當發生爆炸或者武器殘留在周圍時RDX就會散開。RDX不會自然分解,而是殘留于土壤中并且威脅水資源供給。”
Rylott說“他們在軍事訓練區周邊收集土樣,在這些土樣中,發現了一些可以分解RDX并且以RDX為食的細菌,但是由于這些細菌并不是解決這個問題的核心,所以不能將訓練區周邊的RDX清理干凈”。Rylott和他的同事們已經將該細菌的基因確定出來,并將這種基因轉入到擬南芥中生成大量的降解軍事污染物的物質。她說“他們下一步打算將這種基因轉入到其他草種當中并將其種植到軍事基地附近”。
這種研究雖然很好,但是有一些人還是提出了他們的擔憂。TerryHazen,加州BerekleyLawrenceLivermore實驗室環境技術中心的領導,就是其中一位擔心者。她說,植物在吸收了土壤中的毒物后其本身一定會發生一些變化。這些植物種植在一個比較開放的環境中,蟲子、兔子以及其他的一些食草動物都有可能食用這些植物,甚至有時候人都會采集這些植物,那么就有可能出現一些意想不到的事情。
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