21 世紀的生物工程

文/顏士州

以前，生物工程只是科幻小說作家大腦中的一幅虛構圖像——改變生物體，生產出世界上從未有過的植物、動物和微生物。在科學發(fā)達的今天，生物工程取得了令人難以置信的重大突破；重組DNA 或RNA 技術、細胞融合及單克隆抗體制備技術等新方法的涌現(xiàn)，使人類能夠在分子和細胞水平上對生物體進行操作，提高了生物代謝過程的效率、速度和產量。

生物工程因涉及“某些生命過程”而引起科學家的極大興趣，從而被人們認為是未來十大趨勢之一。

由“拔蘿卜”引出的……

《拔蘿卜》的故事你大概不會陌生吧！

地里長了一個大蘿卜，爺爺拔不動，奶奶幫忙拔，還是拔不動，小孫子還有小狗、小貓一起幫忙拔，這才拔了出來。

當你讀了這個故事，你肯定不會認為世上真有這么大的蘿卜。

時過境遷，居然能使這一童話變成現(xiàn)實。如今，我們走進超市，你看到的蘿卜的確大得出奇，但蘿卜的暴長，并不是由于2l 世紀的土壤發(fā)生了變化，而是科學家運用生物工程技術將一種生長激素植入蘿卜，這才使得蘿卜比起它的前輩不知要“強壯”多少倍。

科學家絕不會僅僅限于對蘿卜的改造。既然對蘿卜能植入生長激素，那么其他農作物也會享受“同等待遇”。所以，你在超市里會看到特大的土豆、紅薯、地瓜等瓜果蔬菜。

生物工程技術以植物為材料從事改良，可培養(yǎng)出植物的各種器官，倘若從事頂芽培育，還可以培育出一批稀奇古怪的新品種植物呢！如甘藍與白菜或油菜交配后，由受精胚人工培育而成“白藍葉”，利用胚培育技術培育出“千寶菜”……

在許多植物工廠中，科學家利用電腦自動控制一定的溫度、光照和培養(yǎng)液，一排排的植物組織放在營養(yǎng)槽中培育，這樣就可生產出有用成分。如高麗參中的成分“人參皂苷”，紫色草中的紫色素，紅藤草中的色素蒽醌，以及紅花中的紅花素等眾多成分均可在植物工廠中進行集約化生產取得。

生物工程還將利用基因重組技術改變植物生長特性。如在喇叭花的細胞中移植人的脫氧核糖核酸，植物不僅增加了抗除莠劑的免疫力，還能預防植物病害或凍死。這樣，即使在寒冬臘月之際，我們也能看到喇叭花的笑臉了。

生物工程技術給人類創(chuàng)造了一個嶄新的植物大世界，在這個“大世界”里將增添數(shù)以萬計的新“家族”。

無需“十年樹木”

“十年樹木，百年樹人”這句話意在借植樹難而喻培養(yǎng)人才更難。此言就哲理而論，無可挑剔。若對樹木本身的生長規(guī)律來說，一棵樹長大成材都要很多年，所謂“十年樹木”大概是古人言簡意賅吧！

由于現(xiàn)代化工業(yè)的迅速發(fā)展，木材消耗量急劇增加，森林面積縮小。面對這一嚴峻形勢，環(huán)境保護科學家曾多次疾呼：不要亂砍亂伐樹木了！但是，即使不“亂砍亂伐”，正常地砍伐也已難以供應！

如今的科學家用直接移植基因的方法縮短樹木的生長期。先從樹木的活組織中把脫氧核糖核酸分離出來，提取出基因，注入大腸桿菌的脫氧核糖核酸中，然后放在器皿中培育，讓它繁殖出大量的原始脫氧核糖核酸，把這種新的基因植入一小塊樹木組織中，并施以生長激素，不久就會長出許多嫩芽來。另一種方法是把新的基因植入樹木的單細胞中，使細胞分裂成數(shù)千個胚胎，每個胚胎都含有新的基因。這樣，培育出來的樹種高大、粗壯、無節(jié)，而且這種樹種能適應貧瘠的土壤和極端的氣候。

2l 世紀末的樹木，高得叫你抬頭掉帽子，粗得一個大人都抱不住，最為令人稱奇的是：應用基因無性繁殖技術，使樹木生長期由二三十年縮短到八年左右。看來，“十年樹木”這一經百年錘煉的成語，隨著2l 世紀的步履該改寫了。

未來的樹木家族中的成員競相生長，以粗壯為美，但也并非清一色的“高個子”。有些樹木，根據(jù)特殊的需要，還將以“短”補“長”呢！諸如蘋果、櫻桃、梨、桃等果樹就是例子。科學家運用遺傳工程技術，把一種矮化劑植入這些樹中，使之成為樹木家族中的“矮人國”，這樣做的目的，為的是提高短果枝比率和果實著色程度。在不影響果實形質及商品性能的基礎上，還可早產豐收。

食品選擇的時代

隨著人們生活水平的提高，世界各國肉類消耗量不斷增加，科學家將瞄準這一市場，用脫脂大豆蛋白經過精巧地加工，制成具有類似豬、牛等肉味的食品。這種人造肉的問世，不僅造價低廉，而且剔除了豬肉、牛肉中對人體不適的成分。

目前，利用生物工程批量生產蛋白質的技術已經成熟；但蛋白質本來存在于生物體內，有一個穩(wěn)定性問題。如今，應用蛋白質工程技術將改變天然蛋白質的氨基酸基因的一部分，制造穩(wěn)定而又活性高的蛋白質和人工合成全部蛋白質。

未來的食品，除了提供營養(yǎng)成分外，其滋味又可滿足進食者的食欲。由于添加在食品中的新型糖類及新型蔬菜相繼問世，賽果糖、異麥芽糖、半乳寡糖及巴拉丁糖均不易造成齲齒，這些糖類皆可視為具有生理性功能。在這些新產品的背后，生物工程技術將大顯身手，制造出許多聞所未聞、稀奇古怪又使人一飽口福的食品來。另外，由于消費者的愛好趨向多樣化，利用現(xiàn)狀糊精制成的粉末狀酒精飲料、消除口臭的口香糖等，均是前所未見的新式食品。

隨著食物趨于多樣化，劃時代的新食品將陸續(xù)登場。一個食品任你選擇的時代已經來臨！

運用生物工程技術可以有效解決現(xiàn)在世界上最棘手的能源問題。不僅如此，運用生物工程技術，還可解決水源污染的問題及制造生物芯片等，生物工程將越來越受到人們重視。