绘制可可树基因图谱:关于巧克力的科学革命食品

2008-07-03 11:30 热度:

 

  一旦科学家绘制出可可树的基因图谱,很多人怀疑,巧克力生产商们会不会据此生产转基因巧克力。

    在巧克力的重要原料可可豆的主要产地非洲,最近几年战乱饥荒频仍,而其他的生产地亚洲和拉丁美洲,最近几年则遭受着疫病、虫害、水灾等的打击,致使可可豆的价格上涨多达50%,并且产量很不稳定。日前,世界最大的巧克力生产商之一的Mars与IBM以及美国农业部一起合作,准备绘制可可树的基因图谱,并加以彻底分析。这项研究,对于全球的巧克力爱好者们固然是福音,但是它更大的意义在于可以帮助全球总数超过650万的可可树种植农户,他们其中有70%都居住在非洲,其余的则居住在亚洲和拉丁美洲等不发达地区,并且大多是小型家庭经济,而非大型农业企业。

    计算机技术运用于可可种植

    过去10年当中,美国农业部门一直和Mars合作,为改善可可的种植而努力。美国每年对可可的需求都十分旺盛,但美国本土却甚少种植可可,完全依赖于进口。在美国,每进口一美元的可可豆,就需要花费一到两美元的本地农作物参与到巧克力的制作当中。

    “蓝色基因”(Blue Gene)是世界运算速度第二快的超级计算机,它的最新任务,就是帮助美国农业部的农作物生产与防护部门的科学家,绘制出可可的基因遗传图谱。“如果我们想要更好地理解并且发展某种农作物,将它的基因图谱绘制出来是至关紧要的第一步。”美国农业部农作物生产与防护计划副主任朱迪·圣约翰(Judy St John)这样说道。根据现在的研究,可可的基因序列由4亿多个部分组成。

    Mars的全球作物科学部主管霍化德-亚纳·夏皮罗(Howard-Yana Shapiro)如此描述这项任务的目的:利用目前最先进的数字生物技术,来探寻可可树的基因之中对于病虫害、干旱的抵御机制,同时还有可能改进植物的口味。除此以外,还有其他潜在的回报,比如促进可可树植株的发展,“用传统方法来种植可可植株,一般需要5到8年,但是经过数字生物学家们和超级计算机的合作,在温室中可以只用18个月就得到新的可可树植株,速度大大加快。”夏皮罗对计算机新技术运用于可可种植的前景非常乐观。

    在这项为期5年的计划当中,“蓝色基因帮助科学家们绘出可可树的基因序列,再加以分析,就可以让人们拣选出更强壮的植株,能够对抗真菌的感染、抵御虫害,并且能够应对全球变暖带来的更为干旱的气候。”阿贾伊·罗伊尤鲁(Ajay Royyuru),来自IBM的高级计算机工程师总结新技术对于可可种植的意义时这样说道。来自华盛顿大学的科学家们也会参与到这项计划当中,将蓝色基因测得的数据用专业的仪器制成可可的遗传图谱。

    转基因巧克力?

    相对于玉米、小麦、水稻等维持人们日常生活的农作物而言,可可的研究显得十分单薄。而在农业市场上,这种能够制作出让人着迷的巧克力的新大陆植物,日益变得奇货可居。据预测,这个季度世界对于可可的需求量是29000吨,大大超过此前预测的6000吨。到下一个季度,这个数字会继续上升,全世界可可的需求量会出现21000吨的缺口。

    在比利时基因生物学家瓦尔特·费尔斯(Walter Fiers)1976年解读出一种病毒的遗传图谱之后,基因研究的成本大大降低,直接导致了从1990年开始的人类基因组研究项目。科学家们已经测出了水稻、淡水河豚以及大肠杆菌的基因遗传图谱,大肠杆菌的遗传图谱现在已经被运用于通过生物发酵,来生产“可再生汽油”。转基因玉米如今对于人们而言,也并不陌生。今年4月,美国夏威夷大学对番木瓜的遗传基因测序工作也已经完成。然而在掀起生物科技革命大潮的同时,基因技术也面对着诸多质疑,同样在Mars大手笔投入这项研究之后,也有很多争议。

    “一旦我们绘制出基因图谱,巧克力生产商们可以找到他们感兴趣的每一个基因。”美国农业部的基因科学家雷·施耐尔(Ray Schnell)表示。很多人开始怀疑,巧克力生产商们会不会据此生产转基因巧克力,Mars对此拒绝评论。但同样也有很多人对此表示欢迎,“如今巧克力价格节节上升,如果这项技术既能够帮助贫困农户,又能让我们或者我们的孩子们吃上便宜的巧克力,那又有何不可呢?”美国Wired杂志的马特·布罗姆(Matt Blum)这样评论道。

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