把新的基因转入植物曾被认为能使生物技术产业兴旺起来，而后科学确实沿着这条路发展下去。

丰饶角已经被用来做蔬菜沙拉，但在其中用得很少。在基因被首次转入植物的10年之后，遗传工程的唯一商业化产品就是一种不易被压坏的番茄。其他几种产品有望在今年年底以前摆上杂货店的货架，还有许多种抗除草剂的农作物不久也将上市，但是10年前人们所谈论的却绝不仅仅是硬番茄。研究者们设想了能够抗热、抗干旱和抗各种疾病的农作物。可是它们并没有出现，一些科学家已经相信他们必须尝试其他新的方法了。

在早先，目标似乎是明确的：找到一种遗传“魔弹”，使之能够改造植物的某个有用特征。科学家们在一解决了把外源基因送入植物体内这个棘手的问题——有一个方法就是基因枪，用包被有DNA的小弹丸轰击植物体之后，他们开始寻找那些“魔弹”。

但是，一个外源基因进入植物基因组后说不准会插入到什么地方去，也许会插到某个基因旁边，最终导致它被这个基因在不恰当的时刻关闭或打开，后果难以预料。为了解决这个问题，荷兰Wageningen植物培育和繁殖研究中心的正特 · 那普（Peter Nap）利用化学缓冲液将外源基因与它周围的其他DNA隔绝开来。但这个方法只对植物某个个体有效，对它的后代则没有用。对这些遗传“神枪手”们来说，更大的问题是他们还没找到他们所需要的能够用来制造“魔弹”的基因。他们知道哪些基因使植物不耐压，哪些基因使植物不受除草剂的影响。但没有人能够确切地指出植物其他的绝大多数特征是由哪些基因对应控制的。

各种各样的方案都试图弥补对植物基因知之甚少这个不足。英国诺里奇附近的约翰 · 依奈斯中心、美国的哈佛大学、冷泉港实验室和斯坦福大学已经联手要分析拟南芥（Arabidopsis）的基因组。这种并不招人喜爱的包心菜近缘种被广泛地应用于研究植物遗传学，因为它的基因组是植物中最小、最简单的一种。这次四方合作希望在1996年底前能把拟南芥的所有基因大致定位清楚，到2004年能对它的每一片段DNA作出详尽的化学描述。

对谷类植物也在进行研究。日本的研究者们已经定位了水稻基因组的一大部分。约翰 · 依奈斯中心也在对小麦作类似的工作。那儿有一位研究人员，已经把这些资料和其他——些资料综合起来，通过比较，他在今年早些时候发现，所有谷类植物的基因组都由同样的基本元件组成。

深入研究植物遗传学已经带来了一些成功。最近，全球有4个独立的小组宣布他们已经各自克隆到一个基因，能让拟南芥、烟草、番茄或亚麻产生一种蛋白质使植物能抗御细菌真菌或病毒。因为这些蛋白都共有那些主要的部分，下一步将是要设计出一个简单的基因，能够用这个共同的元件编码一个蛋白来保护更多不同种类的植物免受这些病原体的侵袭。但尽管有这些进展，遗传学家们还是越来越怀疑，对绝大多数的植物特征来说，“魔弹”并不存在。

最近刚刚从威斯康星Agracetus生物技术公司转到约翰 · 依奈斯中心的克里斯托（Raul Christou）认为，插入单个基因对提高植物的价值来说并不够。植物更重要一些的特性，例如产量等，绝大多数是由几个共同运作的基因控制的。“我们不太可能仅仅靠一两个外源基因就能对奇妙的植物施加大的影响，特别是在我们还不能定向控制基因的时候”，他说。甚至一些曾经花巨资进行单基因转移的公司，比如瑞士的Ciba公司，现在也同意这种观点。

把植物当作微型工厂的想法并不是新的，但是多基因方法正在提供令人鼓舞的初步证据，证明为某一个目的来设计植物是可行的。华盛顿特区卡内基研究所的萨默维利（Chris Somerville）已经把三个细菌酶基因插入拟南芥，造出了相当数量的可生物降解塑料，这种塑料属于多羟基链烷酸（PHAS）这一类化学物质。英国的Zeneca和美国的孟山都公司现在正试图在经济作物如大豆和油菜中重复他的结果。

插入一大堆基因的实际困难并不比插入单个基因大多少。为了证明这一点，俄亥俄州立大学的约翰 · 芬纳（John Finer）刚刚用一支基因枪将12条不同的外源DNA射入棉花和大豆细胞内，而且都被接纳了。真正的困难是要找出首先把哪些组的基因送入植物体内。

克里斯托博士认为除了自然界已经提供的实例以外，转基因植物还有其他令人振奋的好处。也许植物可以被改造，从而能创造出新的合成途径来得到新的产物，而不是重复已经存在的途径，如细菌的PHA基因。作为一个工厂，植物能提供三样东西：大量的糖或氨基酸形式的粮食储备；少量的能以有机化学所不能的方式处理化学物质的酶；一整套完全区域化的反应器。

植物的不同部分能够做不同的事情。一种叫作液泡的小泡含有能消化食物或产生生物碱如尼古丁的酶。叶绿体则含有能把太阳光转化为糖的成分。通过混合从植物不同部分来的基因，原先通常是相互隔离的化学物质就能够在一起进行新的组合，产生无法预料的但也许是有用的结果。

为了证实这种可能性，克里斯托博士的研究组正在分离编码能产生多种生物碱的酶的基因，并把它们插入烟草植株的不同部位。他的小组“已经得到一些有趣的结果”，但还需要多做一些工作来更好地理解它，药物研究者们通过造出成百万种的不同蛋白质然后逐一研究来寻找药物。所谓的组合化学则是生物技术中一个令人振奋的领域。多基因转移能够把植物变成做同样事情的“混合器”。但与试管相比，植物有几个优点：它们不仅能暗示我们潜在的药物，还能提供制造药物的方法和工厂。

[The Economist，1995年5月6日]