木瓜原產(chǎn)于南美洲，17世紀傳入我國。在我國主要分布于廣東、海南、廣西、云南、福建、臺灣等省（區），國外主要分布于東南亞的馬來(lái)西亞、菲律賓、泰國、越南、緬甸、印度尼西亞以及印度和斯里蘭卡；中、南美洲，西印度群島，美國的佛羅里達，夏威夷，古巴以及澳洲。

 

　　木瓜對人體有眾多好處，但由于木瓜生長(cháng)時(shí)容易受到病毒的侵害，產(chǎn)量受到很大的影響。1948年，一種名為木瓜環(huán)斑病毒（PRSV）在美國夏威夷被發(fā)現，PRSV來(lái)勢兇猛，傳播迅速，可以說(shuō)只要有種植番木瓜的地區，就會(huì )存在PRSV。被PRSV感染的木瓜葉片褪綠、畸形、變小，果實(shí)含糖量低、風(fēng)味差，嚴重時(shí)會(huì )導致導致木瓜減產(chǎn)八九成。

 

　　之后包括我國南方多個(gè)省份在內的木瓜種植地也成為感染PRSV的重災區。但PRSV侵害的范圍廣、源頭難以追溯，在應對上存在很大的困難。

 

　　在傳統育種背景下，多采取選育抗病新品種，結合栽培技術(shù)進(jìn)行綜合防治的措施，但成效不佳。因為木瓜栽培品種中缺乏抗性資源，而野生木瓜中的抗性資源，很難通過(guò)常規的雜交方法轉移到木瓜栽培品種中。

 

　　上世紀20年代末，人們發(fā)現了一種有效防治植物病毒病的方法，即通過(guò)對植物接種弱毒株病毒使植物能抵抗強毒株病毒，這就像人類(lèi)注射疫苗以預防疾病。這種方法在植物界被稱(chēng)為“交叉保護”。“交叉保護”曾經(jīng)在美國佛羅里達、夏威夷等地區的木瓜育種中得到很好的推廣應用。但是經(jīng)過(guò)試驗發(fā)現，在應用交叉保護過(guò)程中弱毒株有突變?yōu)閺姸局甑目赡苄裕鴮λ械闹仓曛鹨唤臃N也是一項工程量巨大的事情。在這種情形下，科學(xué)家們需要一個(gè)更加有效，也更加經(jīng)濟、便捷的木瓜抗病毒防治措施。

 

　　1986年，科學(xué)家們發(fā)現把煙草花葉病毒的外殼蛋白基因轉入煙草，可以得到交叉保護相似的效果，使煙草擺脫了病毒的侵襲，成功獲得了世界上第一例抗病毒轉基因植物，這給研究抗病毒木瓜品種的科學(xué)家們帶來(lái)了新的思路。經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的努力，抗PRSV的轉基因木瓜誕生了。

 

　　那么，轉基因木瓜到底如何操作的呢？不同地區的PRSV株系具有很高的變異性和多樣性。不同的毒株對于木瓜的侵染也存在著(zhù)差異，因而，在通過(guò)轉基因到木瓜時(shí)，必須要考慮木瓜的地域性。即根據木瓜的生長(cháng)環(huán)境，選取特定的病毒基因組序列，并通過(guò)轉基因技術(shù)導入木瓜，使木瓜產(chǎn)生抗性以抵抗病毒。

 

　　具體而言，轉基因木瓜到底是怎么樣達到抗病毒作用呢？是由于轉入的病毒基因組序中含有小段的雙鏈RNA，可以與病毒繁殖擴增的關(guān)鍵基因DNA序列匹配，匹配后可以使病毒不再具備繁殖擴散的功能，因而成功起到抗病毒作用。

 

　　當然，抗病毒轉基因木瓜的安全性也是大家所關(guān)心的問(wèn)題。科學(xué)家們所轉入的病毒基因組序列是否有害，留在人體內不走了呢？

 

　　實(shí)際上，我們所吃的水果是由一系列的RNA和DNA組成的，我們在攝入這些RNA和DNA之后，人體會(huì )把它們剪切為一群堿基，再為人體細胞所用，并不會(huì )對人的身體產(chǎn)生任何傷害。就轉基因木瓜而言也是如此。在攝入人體內后RNA和DNA同樣會(huì )被分解。

 

　　此外，科學(xué)家們還通過(guò)一系列研究表明，轉基因木瓜并不會(huì )改變木瓜園藝性質(zhì)，并且對植物和土壤中包括其他作物、動(dòng)物和微生物等非目標生物體不產(chǎn)生任何影響。同時(shí)，與傳統木瓜相比，轉基因木瓜可溶性固體和其他成分的含量相當，不具有已知蛋白質(zhì)過(guò)敏原或毒素的典型特征，除病毒抗性外，與常規木瓜實(shí)質(zhì)等同。

 

　　安全的抗病毒轉基因木瓜除了能夠達到基礎性的抗病毒效果，還有一些什么樣的附加優(yōu)勢呢？

 

　　過(guò)量使用農藥不僅對環(huán)境有害，造成土壤、水源、大氣等資源污染，還會(huì )嚴重損害人體健康，包括食用人群的健康和長(cháng)期暴露在農藥中農民的健康。據統計，全球平均每分鐘就有二至三人因農藥而中毒，每年有超過(guò)兩萬(wàn)的農民因農藥中毒而死亡。

 

　　轉基因木瓜的誕生，從根本上解決了PRSV的威脅，極大地緩解了傳統品種種植中農藥過(guò)量使用的問(wèn)題，減輕環(huán)境污染的同時(shí)也豐富了人類(lèi)對木瓜品種的選擇。此外，由于轉基因木瓜抗病毒效果明顯，產(chǎn)量得以保證，可以有效減少木瓜的種植用地。因此，種植轉基因木瓜，是在保證安全前提下，實(shí)現成本最小化的最佳選擇。

 

　　由于轉基因木瓜抗病毒成效顯著(zhù)，已經(jīng)得到了部分木瓜主要種植國家的認可。美國是世界范圍內最早批準轉基因木瓜商業(yè)化種植的國家，其研發(fā)的“日出”和“彩虹”兩種轉基因木瓜品種早在1998年就已經(jīng)通過(guò)審批進(jìn)行大面積的生產(chǎn)種植，迄今已有近20年歷史。

 

　　我國也已批準了抗PRSV轉基因木瓜——“華農1號”商業(yè)化種植。“華農1號”轉基因木瓜是由華南農業(yè)大學(xué)自主研發(fā)的。經(jīng)過(guò)對“華農1號”轉基因木瓜長(cháng)達7年的環(huán)境與食品安全評估，在得出其除病毒抗性外，與傳統木瓜具有相當的等效性結論后，我國于2006年向“華農1號”轉基因木瓜頒發(fā)生產(chǎn)應用安全證書(shū)，批準其在我國廣東省推廣種植，并且種植面積逐年擴大。至2009年，“華農1號”轉基因木果種植面積占廣東省木瓜種植面積的95％。

 

　　牙買(mǎi)加、泰國以及我國臺灣也已經(jīng)成功完成了抗PRSV轉基因木瓜的田間試驗階段，商業(yè)化種植指日可待。澳大利亞、菲律賓、馬來(lái)西亞以及越南等國家也已在2008年進(jìn)入抗PRSV轉基因木瓜的田間試驗階段。轉基因木瓜在國際市場(chǎng)中被廣泛接受。加拿大是世界第三大木瓜進(jìn)口國，其于2003年已批準轉基因木瓜進(jìn)入國內市場(chǎng)，成為第一個(gè)批準轉基因木瓜進(jìn)口的國家。就連一向對轉基因產(chǎn)品持消極態(tài)度的日本也于2010年向轉基因木瓜打開(kāi)了進(jìn)口大門(mén)。可以說(shuō)，轉基因木瓜已經(jīng)在全球范圍內逐漸得到了認可。

 

　　當然，除了實(shí)現對PRSV的抗性，科學(xué)家們還試圖利用轉基因技術(shù)使木瓜實(shí)現其他對人類(lèi)具有價(jià)值的用途，例如通過(guò)基因操作實(shí)現木瓜用作食用疫苗，利用轉基因技術(shù)減少木瓜在運輸途中損壞等等。轉基因技術(shù)與木瓜育種的結合，未來(lái)也許會(huì )產(chǎn)生更多有益于人類(lèi)的成果，讓我們拭目以待。

 

　　參考文獻：

 

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　　[2] 李世訪(fǎng)。 抗病毒轉基因番木瓜及其安全性問(wèn)題[J]. 植物保護， 2011, 37（6）：59-63.

 

　　[3] 饒雪琴，李華平。 轉基因番木瓜研究進(jìn)展[J]. 中國生物工程雜志， 2004, 24（6）：38-42.

 

　　作者：王琪 銀圓圓 周天盟 馬偉華