隨著經(jīng)濟的發(fā)展,、生產(chǎn)方式和人們生活方式的改變，環(huán)境污染越來越嚴重,，甚至會經(jīng)常出現(xiàn)污染物泄漏,，造成大面積污染事件發(fā)生。近日,，美國科學家在《美國科學院院刊》發(fā)表的最新研究成果中指出，改變樹或草木等植物的基因后,，這些綠色植物能夠吸收或降解土壤,、地下水或大氣中的各種污染物，實現(xiàn)一種綠色環(huán)境治理技術(shù),。
植物修復環(huán)境技術(shù)
眾所周知,，現(xiàn)在的癌癥患者人數(shù)明顯增加，其中的環(huán)境污染因素是最大誘因之一,，環(huán)境污染地區(qū)有很多致癌物質(zhì)通過空氣或地下水進入人體內(nèi),。在美國，目前有1.2萬處受到嚴重污染的地方被稱為超級資金污染場,，意思是需要動用超級資金來治理的污染區(qū),，此外還有50萬處受到污染的商業(yè)廠房被廢棄。
科學家一直希望能夠找到一種既快捷又經(jīng)濟的環(huán)境治理方法,，其中利用植物來凈化環(huán)境的植物修復技術(shù)成為研究的新領(lǐng)域,，科學家們希望能利用樹木、青草和其它植物,，來去除環(huán)境中的有害物質(zhì),。
長期從事該領(lǐng)域研究的美國華盛頓大學教授多蒂表示,，植物修復是一個利用太陽能的污染清除系統(tǒng)，它利用植物的自然特性,，從水,、土壤和空氣中提取并降解化學物質(zhì)，將有毒的化學物質(zhì)轉(zhuǎn)化成沒有毒性的新物質(zhì),。研究人員十多年來的研究證實,，轉(zhuǎn)基因植物能夠利用它們的根部吸收被污染現(xiàn)場的污染物，嵌入植物的新基因能夠分解致癌物質(zhì),。
雖然有人認為植物修復環(huán)境技術(shù)治理環(huán)境太慢,，因而不實用，但相關(guān)研究人員表示,，利用植物清潔環(huán)境的成本不到使用其它技術(shù)的1/10,，而且這項技術(shù)更容易與環(huán)境融為一體，種下的樹草更能滿足綠化和審美的要求,，況且很多污染現(xiàn)場因為治理成本問題而放棄治理,，被商家遺棄，在這種情況下,，植物修復技術(shù)無疑是一種更好的選擇,。
轉(zhuǎn)基因楊樹高效除污
多蒂教授和她的同事們在實驗室培育出一種轉(zhuǎn)基因楊樹，試驗證明,，這種轉(zhuǎn)基因楊樹能夠清除環(huán)境中91%%的三氯乙烯,，而傳統(tǒng)楊樹的清除率只有3%%。在美國超級基因污染場的地下水中,，三氯乙烯是最普遍的污染物,。事實上，自然楊樹和轉(zhuǎn)基因楊樹作用機理相同,，都是通過產(chǎn)生一種酶來分解三氯乙烯,，將致癌物質(zhì)三氯乙烯分解成無害的產(chǎn)物。只是轉(zhuǎn)基因楊樹產(chǎn)生的這種關(guān)鍵酶量更多,，因而降解效率更高,，速度更快，降解速度比自然楊樹快100多倍,。
多蒂和她的同事們還發(fā)現(xiàn),，轉(zhuǎn)基因楊樹還能更好地清除有害物質(zhì)三氯甲烷、四氯化碳和二氯乙烯,。三氯甲烷是在對水進行消毒的過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物,，具有致癌作用。四氯化碳是一種毒性很強的有機溶劑,。二氯乙烯是制造塑料的原料,，也是一種致癌物質(zhì),。另外，將15厘米高的轉(zhuǎn)基因楊樹苗和被污染的空氣密封在容器中,，研究人員發(fā)現(xiàn),，轉(zhuǎn)基因楊樹還能更好地吸收氣態(tài)三氯乙烯和苯，這兩種氣態(tài)物質(zhì)是與汽油使用有關(guān)的環(huán)境污染物,。
這是科學家首次證實轉(zhuǎn)基因植物能夠清除氣態(tài)污染物,，它將為降低空氣污染帶來的環(huán)境威脅提供一種全新方法。
擬南芥加入細菌基因會怎樣
英國約克大學的教授布魯斯是多蒂教授的研究伙伴,，他長期的研究重點是利用轉(zhuǎn)基因植物清除環(huán)境中的爆炸物RDX,，這種爆炸物毒性極強，能夠造成土壤和地下水大面積的污染,，并且沒有自我降解能力,。
布魯斯教授研究發(fā)現(xiàn)，某種細菌在被污染的土壤中移動時,，能夠分解爆炸物RDX,。研究人員從這種細菌中分離出與分解RDX有關(guān)的基因，并將這些基因嵌入一種草科植物擬南芥中,，結(jié)果發(fā)現(xiàn),，這些轉(zhuǎn)基因擬南芥比自然擬南芥凈化RDX的速度快了許多倍。擬南芥的優(yōu)點是植株?。?平方厘米可種植好幾棵）,、每代時間短（從發(fā)芽到開花不超過6周）、結(jié)子多（每棵植物可產(chǎn)很多粒種子）,、生命力強（用普通培養(yǎng)基就可做人工培養(yǎng)）,。擬南芥的基因組是目前已知植物基因組中最小的。每個單倍染色體組的總長只有7000萬個堿基對,，即只有小麥染色體組長的1/80，這就使克隆它的有關(guān)基因相對說來比較容易,。擬南芥是自花受粉植物,，基因高度純合，用理化因素處理突變率很高,。由于有上述這些優(yōu)點,，所以擬南芥是進行遺傳學研究的好材料，被科學家譽為“植物中的果蠅”,。
布魯斯表示,，這些轉(zhuǎn)基因草能夠?qū)DX分解成像亞硝酸鹽等沒有毒性的代謝產(chǎn)物，轉(zhuǎn)基因植物反過來可以利用這些分解產(chǎn)物,，用做自身發(fā)育所需要的氮源,。接下來,，他們還希望能夠成功地將細菌基因嵌入到楊樹中，創(chuàng)造含有這些特殊分解能力的轉(zhuǎn)基因楊樹,。
對轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)顧慮
多蒂下一步的計劃是,，除了在實驗室證實這些轉(zhuǎn)基因植物不會對周圍的微生物造成傷害外，更重要的工作是盡快將這些轉(zhuǎn)基因植物種植在土壤中,，以觀察它們治理環(huán)境的效率,。目前，所有的研究工作還停留在實驗室,，這些轉(zhuǎn)基因植物只能在玻璃瓶中培育,，而且只能長到幾英尺高。
多蒂的這些遠大計劃受阻于美國政府的相關(guān)規(guī)定,。美國政府規(guī)定,，由于無法評估這些轉(zhuǎn)基因植物對生態(tài)環(huán)境的影響，轉(zhuǎn)基因植物只能在溫室大棚中培育,，或者在一小塊地方用于實驗目的培育,，轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)用途的大面結(jié)種植是不允許的。
多蒂表示,，有關(guān)人員認為轉(zhuǎn)基因植物存在危險,，但是這種所謂的危險根本沒有得到驗證，應該考慮最大限度地降低風險,，并且污染場地的環(huán)境狀況非常惡劣,，轉(zhuǎn)基因植物能夠大大降低環(huán)境中致癌物質(zhì)和有害污染物的破壞，提供一種快速而負擔得起的污染物治理選擇,。
多蒂還表示,，他們選擇的楊樹完全可以讓政府消除這些顧慮。楊樹不會污染森林,，楊樹在種植的前幾年不會開花,，因此只要在幾年內(nèi)將這些楊樹砍伐，它們就不會結(jié)果并產(chǎn)生種子,，因而也不會在種植地隨處繁殖,。而且研究表明，與其它樹不同,，楊樹的枝丫掉到地上后,，不會在土壤中扎根繁殖，因此不會對野生楊樹的生態(tài)物種產(chǎn)生改變,。
