隨著經(jīng)濟(jì)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(lái)越嚴(yán)重,，甚至?xí)?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(guó)科學(xué)家在《美國(guó)科學(xué)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(shí)現(xiàn)一種綠色環(huán)境治理技術(shù)。
植物修復(fù)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(guò)空氣或地下水進(jìn)入人體內(nèi),。在美國(guó),，目前有1.2萬(wàn)處受到嚴(yán)重污染的地方被稱為超級(jí)資金污染場(chǎng)，意思是需要?jiǎng)佑贸?jí)資金來(lái)治理的污染區(qū),，此外還有50萬(wàn)處受到污染的商業(yè)廠房被廢棄,。
科學(xué)家一直希望能夠找到一種既快捷又經(jīng)濟(jì)的環(huán)境治理方法，其中利用植物來(lái)凈化環(huán)境的植物修復(fù)技術(shù)成為研究的新領(lǐng)域,，科學(xué)家們希望能利用樹木,、青草和其它植物，來(lái)去除環(huán)境中的有害物質(zhì),。
長(zhǎng)期從事該領(lǐng)域研究的美國(guó)華盛頓大學(xué)教授多蒂表示,，植物修復(fù)是一個(gè)利用太陽(yáng)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(xué)物質(zhì)，將有毒的化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成沒有毒性的新物質(zhì),。研究人員十多年來(lái)的研究證實(shí),，轉(zhuǎn)基因植物能夠利用它們的根部吸收被污染現(xiàn)場(chǎng)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(rèn)為植物修復(fù)環(huán)境技術(shù)治理環(huán)境太慢,，因而不實(shí)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(xiàng)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(chǎng)因?yàn)橹卫沓杀締?wèn)題而放棄治理,，被商家遺棄,，在這種情況下，植物修復(fù)技術(shù)無(wú)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?cè)趯?shí)驗(yàn)室培育出一種轉(zhuǎn)基因楊樹,，試驗(yàn)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(guó)超級(jí)基因污染場(chǎng)的地下水中，三氯乙烯是最普遍的污染物,。事實(shí)上,，自然楊樹和轉(zhuǎn)基因楊樹作用機(jī)理相同，都是通過(guò)產(chǎn)生一種酶來(lái)分解三氯乙烯,，將致癌物質(zhì)三氯乙烯分解成無(wú)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(duì)水進(jìn)行消毒的過(guò)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(qiáng)的有機(jī)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(xué)家首次證實(shí)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(lái)的環(huán)境威脅提供一種全新方法,。
擬南芥加入細(xì)菌基因會(huì)怎樣
英國(guó)約克大學(xué)的教授布魯斯是多蒂教授的研究伙伴,，他長(zhǎng)期的研究重點(diǎn)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(qiáng)，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(xì)菌在被污染的土壤中移動(dòng)時(shí),，能夠分解爆炸物RDX,。研究人員從這種細(xì)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(diǎn)是植株?。?平方厘米可種植好幾棵）,、每代時(shí)間短（從發(fā)芽到開花不超過(guò)6周）、結(jié)子多（每棵植物可產(chǎn)很多粒種子）,、生命力強(qiáng)（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(gè)單倍染色體組的總長(zhǎng)只有7000萬(wàn)個(gè)堿基對(duì),，即只有小麥染色體組長(zhǎng)的1/80,，這就使克隆它的有關(guān)基因相對(duì)說(shuō)來(lái)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(diǎn),，所以擬南芥是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的好材料,，被科學(xué)家譽(yù)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(guò)來(lái)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(lái),，他們還希望能夠成功地將細(xì)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(duì)轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)顧慮
多蒂下一步的計(jì)劃是,，除了在實(shí)驗(yàn)室證實(shí)這些轉(zhuǎn)基因植物不會(huì)對(duì)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(shí)驗(yàn)室，這些轉(zhuǎn)基因植物只能在玻璃瓶中培育,，而且只能長(zhǎng)到幾英尺高,。
多蒂的這些遠(yuǎn)大計(jì)劃受阻于美國(guó)政府的相關(guān)規(guī)定。美國(guó)政府規(guī)定,，由于無(wú)法評(píng)估這些轉(zhuǎn)基因植物對(duì)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(shí)驗(yàn)?zāi)康呐嘤?，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(rèn)為轉(zhuǎn)基因植物存在危險(xiǎn),，但是這種所謂的危險(xiǎn)根本沒有得到驗(yàn)證,，應(yīng)該考慮最大限度地降低風(fēng)險(xiǎn)，并且污染場(chǎng)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(fù)擔(dān)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(huì)污染森林，楊樹在種植的前幾年不會(huì)開花,，因此只要在幾年內(nèi)將這些楊樹砍伐,，它們就不會(huì)結(jié)果并產(chǎn)生種子，因而也不會(huì)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(huì)在土壤中扎根繁殖,，因此不會(huì)對(duì)野生楊樹的生態(tài)物種產(chǎn)生改變。
