基因与多姿多彩的大自然

王学侨  罗荣松

生物将遗传物质传递给非其子代的过程称为基因水平转移。这种现象在细菌和单细胞真核生物中十分常见，对生物的演化起到了重要作用。在数百万年的进化过程中，寄生蜂驯化了一些病毒基因，帮助它在毛虫体内安全地进行寄生生活，同时，寄生蜂又将这些病毒基因通过它的宿主毛虫传递给蝶类和蛾类。这种纯天然的基因交换发生在三种完全不同的物种之间。在红薯的90条染色体中，有30条染色体来源于其二倍体祖先，另外60条染色体来源于其四倍体祖先，约50万年前，二倍体祖先和四倍体祖先之间的一次种间杂交孕育了今天的红薯。在一排紫色的玉米周围种几排白色的玉米，通过风媒自然传播花粉，就可以产生紫色和白色相间的玉米。这中基因转移过程我们称之为天然杂交，其实就是天然转基因。

植物也会因自身基因的调控而呈现不同的性状，如高矮、颜色深浅、有没有斑纹等，而 “转座子”（跳跃基因）就是这个进化过程的驱动力。血橙中血色的橙肉来源于花青素基因上游的一个转座子作用，这个转座子促使花青素在橙肉中表达量升高，于是加深了橙肉的颜色。 “转座子”还调控了葡萄果皮颜色基因的表达，致使葡萄果皮绚丽多彩。转座子的跳进与跳出，促进或抑制了基因的表达，这也是天然转基因的过程。

人类学习和效仿大自然，创建了人工杂交和转基因。袁隆平先生通过人工杂交，将野生稻的雄性不育基因转移到栽培水稻，创造出了举世闻名的杂交水稻。随着现代生物技术的发展，转基因农作物广泛应用。国际农业生物技术应用服务组织（ISAAA）的报告显示，自从1996年开始种植转基因作物以来，全球转基因作物种植面积累计超过25亿公顷，2018年的种植面积高达1.9亿公顷，是1996年的113倍。70个国家和地区种植或进口了转基因作物，美国、巴西、阿根廷、加拿大和印度成为世界上转基因作物种植面积最大的前五个国家，占全球转基因作物种植面积的91%。其中转基因大豆的种植面积最广，占全球转基因作物种植面积的50%。耐除草剂大豆、抗虫棉花、抗虫水稻、抗病马铃薯、抗褐变苹果、抗虫茄子、抗虫耐旱甘蔗等等转基因作物的种植和应用为提高全球粮食产量，解决粮食不足，增加农民收入等多个方面都做出了重要贡献。