在过去的10,000年里——尤其是在近几十年，随着农业技术的进步——育种家们一直在努力培育出更容易耕种的作物。这包括选择性地培育高产的水果、种子或其他我们想吃的食用部分，以及使这些部分更容易收获。例如，许多植物的野生品种在成熟时会掉落种子以增加繁殖机会，但育种家们已经促使作物更长时间地保留种子，以便农民能够收集它们。
但选择性育种也可能导致其他潜在有用性状的丧失，例如抵抗病虫害或环境胁迫（包括干旱和洪水）。在一篇今天发表在《植物科学趋势》杂志上的新综述文章中，哥本哈根大学的研究人员提出要识别负责这些性状的基因，并——对“再野化”这一保护概念进行创新——“再野化”旨在将景观恢复到据称更自然的状态——通过基因工程改造现代作物，使其更像其更健壮的祖先。
“我们的作物设计成能在最佳条件下生长，这些条件是指肥料、农药、杀菌剂以及所有物质的养分。我们非常精心照料它们，给它们浇水，”哥本哈根大学的植物生物学家、该论文的首席作者Michael Palmgren说。“但我花园里的杂草，我不需要照顾它——它生长得非常好，产量也很高，尽管我什么都不给它。”Palmgren补充说，其想法是让作物更顽强，也许像一种杂草亲戚一样，这样它们就不需要那么多的合成肥料和农药了。
尽管这种方法需要通过基因工程来将相关基因引入作物，但作者们将其与目前市场上的转基因作物（GMOs）进行了两点比较（这以及“再野化”标签，部分是为了让消费者更能接受这些作物，他们认为转基因作物是不自然的）。首先，研究人员建议使用来自相关植物的基因，例如驯化的小麦和一种野生近缘种（这被称为“顺式转基因”，意为“同源开始”），而不是引入来自差异很大的物种的基因，例如Bt玉米中的杀虫细菌基因（这被称为“转基因”，意为“异源开始”）。
其次，与目前无法严格控制新基因在植物中位置的基因工程技术不同，研究人员提出使用精确诱变技术，这是一种相对较新的技术，有时也被称为基因组编辑。其中最著名的版本是CRISPR/Cas9，它使用一种特殊的酶来剪切特定的DNA区域，并能够高效而精确地引入新的遗传信息。到目前为止，科学家们已经在实验室中使用该技术来操纵果蝇、斑马鱼、酵母、水稻甚至人类细胞的基因。
理论上，精确诱变允许育种家在不意外引入不需要的基因或删除所需的基因的情况下，向植物添加新的遗传信息。Palmgren的团队已经在利用这种方法将丢失的微量营养素重新引入水稻，这个项目可能在未来一年左右完成。
一种更“自然”的转基因作物？
作者们还为“再野化”作物提供了一个哲学、法律和经济框架，认为它们不应被监管为转基因作物，因为它们在根本上是不同的。Palmgren说：“如果我们创造出一种植物，其中在已知位点引入了一个已知突变，而这个突变导致植物恢复到其在被驯化之前的状态，这算不算是一种转基因作物？”
这些区别，尽管微妙，在哲学辩论中可能显而易见，但实际上，反对转基因作物（GMOs）的消费者不太可能接受任何通过实验室基因改造而产生的作物，无论这种改造是否导致了同一作物的旧版本。即使是植物专家也可能不认为这种区别很重要。“大多数科学家并不真正认为顺式转基因与转基因在根本上有任何不同，”加州大学戴维斯分校的植物科学家兼种子生物技术中心主任Kent Bradford说。“两者都不会带来传统育种中未遇到过的风险，也不能在风险分析中得到解决。”然而，这种方法可能规避美国的监管。
其他人则认为，植物育种家已经认识到野生品种中具有农业利用价值的性状，并且许多实验室也在积极开展此类研究。根据华盛顿州立大学的植物遗传学家Stephen Jones的说法，这篇新综述的作者“忽略了植物育种在利用野生基因方面取得的任何成功都来自于传统育种。在小麦方面，他们已经这样做了至少60年，而且效果很好，而且无处不在。以此为借口来制造转基因作物有点荒谬。”
Bradford补充说，尽管可能可以在野生作物近缘种中找到有用的基因，但这些基因能否帮助提高环境耐受性而不损害产量仍然很困难。“植物通常通过减缓或停止生长来应对胁迫，这可能是度过不良时期的好策略。然而，从这个意义上说，让作物变得更‘保守’往往与鼓励它们为了最大产量而生长相悖。”
撇开细微差别和注意事项不谈，这篇论文提出了棘手的问题，科学家、农业产业、农民、政府机构和消费者将在未来几年面临这些问题，因为CRISPR和其他新技术使得操纵植物基因变得越来越容易。
其他阅读材料
Michael Palmgren等人，“我们准备好回归自然的作物育种了吗？”《植物科学趋势》（2014年12月）
