澳大利亚联邦政府在解决农业生产问题上迈出了不同寻常的一步，联邦政府批准了世界上首例活的基因工程生物体的商业应用用于替代植物病害的化学防治。
这个生物体K1026菌株9月份以杀虫剂NoGall登记注册。已经证明K1026菌株能非常成功地控制冠瘿病。冠瘿病是一种像癌症一样的病害，它侵害许多栽培植物的根和茎。毒理试验清楚表明K1026菌株没有副作用，所有试验均证明它有效、无毒、不致病、不感染。
到目前为止只有澳大利亚批准K1026菌株出售。但目前已经准备在美国申请注册，同时计划在几个发展中国家推广应用，包括阿根廷和智利。目前正在法国、西班牙、塞浦路斯、阿根廷、中国、印度、葡萄牙进行试验，同时准备在日本、意大利、希腊、墨西哥、土耳其、加拿大、美国、前苏联、德国和新西兰进行试验。
K1026菌株是澳大利亚、德国和美国生物学家们20年研究的成果。作为对他们的划时代的科学成就的表彰，阿得雷德大学作物保护系主任A · 凯尔（Allen Kerr）教授、位于科隆的马克 · 普朗克学院植物育种遗传原理系主任J · 谢尔（Jeff Schell）教授和位于西雅图的华盛顿大学微生物系主任E · 纳斯特（Eugene Nester）教授去年被授予25万澳元（20万美元）的澳大利亚奖。
世界性的威胁
冠瘿病是危害严重而且常见的世界性植物病害。它是由根癌农杆菌引起的。根癌农杆菌是-种土壤微生物，它侵害许多植物的根部：导致叫瘿的生长体。对核果类果树、坚果类果树和蔷薇属植物有特别大的危害作用，它也侵害葡萄树。在70年代初，根癌农杆菌在世界范围内引起的损失每年达1亿美元以上。
凯尔、谢尔和纳斯特是在60年代对冠瘿病进行研究的，1969年他们取得了突破，当时凯尔研究小组的一个成员分离出Agrobacterium的一个菌株，这个菌株不同于以前分离出来的大多数菌株，它不会引起冠瘿瘤。这个新菌株叫K84，它能产生一种叫做土壤杆菌素K84的抗体，这种抗体能抑制冠瘿微生物的生长，所以可用于保护幼小果树不受这种病害的侵染。
1973年澳大利亚批准K84菌株推广应用，而且证明该菌株特别有效。北美、南美、南非和部分欧洲的核果类果树的果农们应用K84菌株相当成功，1979年，称赞它是“细菌的一个菌株竟能在这样广泛的生态环境上有效是相当突出的”#以后证实高兴得太早了。冠瘿病是不会这样轻易被征服的。就在同一年，已经有报道说K84菌株在防止这个病上已不再有效 · 在希腊 · 发现许多致病的Agrobacteria菌株与K84菌株一样可以产生同样的抗体，同时对这种抗体已经免疫。谢尔当时在比利时工作，凯尔研究小组与谢尔合作找出了原因。K84菌株实际上是转移抗体抗性基因给致病的Agrobacterium菌株。
K84菌株有三个质粒：它们是能自我复制，与染色体不相关的环状DNA。最小的质粒决定抗体土壤杆菌素84的生物合成，而这个质粒可以通过接合的方式在细胞间转移。转移后，接受质粒的细胞就可合成土壤杆菌素问，因此就对土壤杆菌素84免疫。如果一个菌株同时含有导致冠瘿瘤质粒（即Ti质粒或叫T-DNA）和决定K84菌株产生的抗体的生物合成的质粒，那么这种菌株就不受K84菌株的生物控制。
DNA技术
应用DNA重组技术，凯尔对K84菌株进行大改造。通过有选择地去掉控制质粒转移的DNA片段，他创造了新突变菌株K1026 o它能产生抗体但不能够把对土壤杆菌素84的免疫性转移到根癌农杆菌的致病菌株中去。
由于澳大利亚要求对重组DNA生物的试验和开发遵循自愿的原则，如果没有遵循这个原则可能导致政府撤消对将来研究的资助，所以凯尔在这方面非常谨慎。即使这样，这个研究仍引起很大争论。1988年1月阿得雷德大学理事会最后批准在室外对K1026菌株进行试验。这是澳大利亚首次允许遗传工程生物体在实验室外试验，这在世界上也只是第三次。这个试验在澳大利亚遭到新闻媒介的强烈抨击。
试验是在阿得雷德大学Waite分校种植在大钵上的扁桃幼苗上进行的。幼苗浸在水中或菌株悬浮液或K1026菌株悬浮液中。然后将幼苗种于接种过能导致冠瘿病的病原菌的土壤中。结果表明在控制病害方面K1026菌株与K84菌株同样有效。
市 场
K1026独家商业经营权被授给一家叫Bio-Ca-re技术有限公司的澳大利亚公司。1989年该公司成功地将K1026以杀虫剂在新南威尔士州登记注册。Bio-Care公司以泥炭基质混合物方式销售NoGall，在核果类果树、扁桃、美洲山核桃、胡桃和蔷薇属植物上应用 · 公司的高级人员G · K · 伯拉德（Gary Ke Bullard）说，“No Gall以可湿性泥炭粉剂出现，每克粉剂含有不少于10CFU'S的K1026菌株。每包重250克，能配成12升的溶液，足够供成千上万的种子及大量的切段或不带叶的有根枝条使用。每包250克重的No Gall在澳大利亚的售价是15美元即每升溶液1.25美元。
凯尔对结果很满意。他告诉Cere杂志，最近来自西班牙的报道说“K1026在控制冠瘿病方面与K84—样有效。当然K1026具有不会把产生抗体的能力传递给其它细菌的独特优点。”他引用强有力的证据表明K1026菌株对人、动物和环境是无害的。他指出K1026除了缺少能使质粒转移的DNA片段外，其它方面是与K84菌株一样的。他说在K1026应用之前，K84菌株以杀虫剂注册登记，在许多国家应用了10多年，没有有害的报道。
凯尔说：“它就像除去化学杀虫剂的杂质一样，K84产生的土壤杆菌素84不会造成生态破坏，K1026产生的土壤杆菌素84同样不会对生态环境造成破坏。”
考 验
凯尔认为K1026菌株是国际范围内对农业遗传工程生物体商业应用的考验。他说，“也许有助于消除一直存在于争论中的偏激甚至激烈情绪。如果是这样的话，那就有可能对任何生物体应用存在的危险作出客观的评价，不管这些生物体是否是遗传工程生物体”。凯尔承认不是所有遗传工程生物体都是绝对安全的。但他说“由重组DNA技术产生的生物体在农业上的潜在好处是巨大的。”他要求对有关生物体应用的法规进行理性的讨论。
K1026菌株的育成也代表了新基因导入植物的突破，现在它已被作为遗传工程植株新品系育种的基础，根瘤农杆菌一个独有特征是在感染过程中，细菌转移部分Ti质粒并与寄主植物细胞相结合，从而使寄主生长失控，形成冠瘿，产生特殊化合物冠瘿碱，这种化合物只能被含有Ti质粒的细菌所分解吸收。这种寄生体系叫遗传殖民（genetic colonization）。现已表明别的来F，新基因可以插入Ti质粒，然后再转移到植物细胞中。在维也纳国际原子能机构从事植物转移遗传学研究的科学家们正在对根癌农杆菌作为载体转移抗病基因到植物中进行试验。
〔Ceres，1992年第1期〕