2016年7月28日 星期四

第二次綠色革命?餐桌上的CRISPR玉米,即將問世

第二次綠色革命?餐桌上的CRISPR玉米,即將問世

編譯 柴幗馨編輯 林韋佑

世界第四大種子公司-杜邦,宣告他們正以最先進的生物技術-CRISPR-Cas9(讀音:crisper-cas nine) 基因編輯,研發新的玉米商業品種。這種以基因編輯技術生產的雜交玉米,美國食藥署認定與傳統育種方式生產的玉米無異,人吃了沒有健康疑慮,也不需要經過基改作物的法規就能上市,而杜邦公司預計在2021年上市販售。


杜邦公司總經理表示:新的基因編輯技術,能將人類在過去90年來有關玉米的科學研究成果,徹底地應用在雜交玉米種子的生產系統。

玉米是世界上重要的糧食作物,也作為飼料用。由於其富含澱粉,精煉後的玉米澱粉,是食品加工業主要的原料。利用基因編輯技術,能夠更方便的改進不同玉米品種的澱粉含量。如此一來,除了提高玉米的品質與售價,也能減少玉米澱粉業者在精煉過程的成本。




基改作物最讓人詬病的問題在於:基改作物的染色體組都會帶有外源DNA片段。比方說抗蟲的基改玉米中,染色體帶有不屬於玉米的BT桿菌基因(讓玉米可以抗蟲的基因);又或者在基改大豆中,帶有非大豆的抗除草劑基因。這些外源基因片段,往往被質疑可能增加生態環境的風險。


而新一代的基因編輯技術,不但可以改變基因序列,又能產生不具外源基因的農作物,因此對比於現行的基改技術,基因編輯的作物對環境的影響相對風險較小。




圖說:CRISPR技術的原理。

先以基因改造技術,將基因編輯系統(外源基因)轉殖進作物中,讓作物自行產生具有變異的基因序列。經過自交之後,由於外源基因可能會從染色體中分離,因此有機會得到沒有外源基因、但基因序列卻發生改變的子代,也就是「非基改的」基改作物。


美國農業生技重要研發單位,Boyce Thompson研究所的助理教授表示:美國衛服部認定CRISPR作物與傳統育種的作物無異,且不需要受基改法規的管制。這代表CRISPR技術具有極高的應用價值,不論是作物育種、甚至在食品加工層面的應用,都非常具有發展潛力。


負責審核基改作物的美國農業部表示:以CRISPR技術的基因工程作物,不適用於現在的基改作物(GMO)法規。同時,掌管食品安全風險的美國衛服部也認為,以CRISPR技術產生的基因編輯玉米,實質上與傳統育種的玉米相同。

換言之,這些以CRISPR技術生產的新品種作物,不需經過複雜的生物安全性評估抑或是食品安全風險評估即可直接上市販售。

事實上,USDA才在不久前(今年4月)核准了不會褐化的CRISPR基因編輯蘑菇,進入田間種植並在市面上販售(註)


2013 年科學家首次成功以CRISPR技術修改模式植物阿拉伯芥以及菸草的基因序列。從此之後,這項技術的應用研究便雨後春般的出現,特別是糧食作物,例如大 豆、小麥、稻米、馬鈴薯、高粱以及番茄等。以CRISPR技術增強作物的抗病蟲害的耐性,或是改良飼料作物的品質等。

未來雜交玉米種子的生產技術,將會以CRISPR作為主流工具特別是玉米糯性的改良。

糯性取決於直鏈澱粉的含量,而不同糯性的玉米則有不同的用途,比方鮮食、飼料、工業用等。未來育種家便能針對糯性基因,進行玉米的基因編輯,更快速且有效率地創造更多高經濟價值的玉米雜交種子。


長久以來,各界對於基因改造食品的健康疑慮沒有共識。或許這種透過新一代的基因編輯技術生產的非基改食品,會提升大眾的接受度。






註:育種家的福音,美國基因編輯(CRISPR)蘑菇不受基改法律規範


資料來源: Business Insider April 18, 2016   The next generation of GMO food is here, and it's technically not a GMO