通过遗传工程产生的用于抵抗病毒侵袭的植物可能正为新的病毒品系提供土壤,这些新病毒品系比它们预计要抵抗的病原体具有更大的潜在的破坏性。密西根州立大学的植物分子病毒学家理查德 · 阿利森(Richard Allison)和他的研究生恩 · 格林(Ann Greene)已经发现一种感染植物的病毒能够结合导入的病毒基因而形成一平新的病毒品系。
这一发现重新开始了在将转基因植物引入商业化生产时对所冒风险进行评估的争论。自从1987年以来,在带病毒的转基因植物上已进行了125次田间实验,美国农业部现在正在考虑是否让第一个转基因植物一一由Upjohn公司生产的转基因南瓜——投入市场。这个公司还未明确地发现在它的南瓜植物上有病毒重组。
从世界范围讲,作为植物病原体,病毒仅次于真菌;它所造成的粮食损失达数百万美元。转基因植物就是设计用来抵抗这些损失以及作为减少杀携带病毒的昆虫的杀虫剂用量的一种手段。
阿利森和格林用遗传工程的方法改造了烟草的一个远亲植物——Nicotiana benthamiana,这样它们的每个细胞都能表达来自红豆氯斑点病毒(CCMV)的一个RNA片断,这一RNA片断构成了病毒壳基因的一部分,壳基因形成病毒的壳蛋白,并能使病毒从一个细胞运动到另一个细胞。随后,研究人员把现存在于植物细胞中的壳基因部分从斑点病毒中除去,然后用这种病毒感染转基因植物,这就确保了病毒只能通过与植物细胞中的病毒RNA重组才能在整个植物中传播。
在所研究的125个植物中,有4个受到感染,证明了没有能力的病毒和病毒的片段已结合为一个完整的病毒。
阿利森随后从感染的植物中分离出这种病毒,并测定了其RNA的序列,结果发现在重组过程中发生了微小的变异,产生了四种不同的病毒变型。
壳基因的微小变化影响对疾病传播有重要作用的,其他因素:这些因素决定着病毒可以感染什么样的植物,哪种昆虫可能携带这种病毒以及疾病的严重性。因而在重组过程中,所有这些特性都可能被改变——或者允许桔黄粉虱携带通常由蚜虫传播的一种病毒,或是允许通常感染玉米的病毒感染西瓜。
然而,某些科学家说这一发现对以前为人们所知的由转基因植物所造成的风险并没有明显的改变。加里福尼亚大学的植物病毒学家布 · 福尔克(Bryce Falk)说:“这项研究显示了如果植物为病毒提供一种必需的基因……这种病毒可能趁机利用这一境况,我认为这并不表示转基因植物会在环境中造成危险。”福尔克还指出,病毒重组在自然状态下也同时发生,不管是否有人类工程存在。
其它科学家则认为这一研究证明在转基因植物商业化种植之前需要更好的风险评估,有关科学家联盟已呼吁在联邦政府提出一项更强有力的风险评估方案之前,暂停这些粮食作物的商业化种植。
[New Scientist,1994年4月2日]