這項技術擴展到基因操作,不僅在細菌中,而且在生物學上更複雜的植物和動物中。 結果,賦予期望特徵(例如抗農藥,對病毒疾病的免疫力或有利的生長速率)的基因可直接插入植物或動物的DNA中。
該基因插入產生具有特定所需性狀的基因修飾生物體(GMO)。
第一個轉基因食品
第一批轉基因食品是Flavr-Savr西紅柿,由Calgene,Inc。於20世紀90年代初開發。該公司在番茄批准銷售後不久被孟山都收購。 這些番茄被設計為抑制多聚半乳醣醛酸酶基因,以延遲它們在成熟後軟化的速度。
Flavr Savr西紅柿可以選擇成熟,並保持比其他品種更長的時間。 然而,為了選擇抑制番茄中多聚半乳醣醛酸酶基因的DNA ,研究人員使用了第二個基因,該基因能夠使細菌對抗生素卡那黴素產生抗性。 Flavr Savr西紅柿則表達了這種細菌卡那黴素抗性基因。
西紅柿的緩慢軟化降低了製作西紅柿醬等番茄製品的加工成本,因此它們被用於生產在美國西部和英國超市銷售的低價番茄罐頭製品。
1998年,英國科學家Arpad Pusztai在英國電視節目中對轉基因食品表示擔憂後,銷售額大幅下降。 Flavr Savr番茄製品於1999年上市。
工程木瓜
一個工程水果的最近的例子是彩虹番木瓜。 在20世紀90年代,環斑病毒使夏威夷木瓜產量減少了40%。
作為回應,當時在夏威夷大學的Dennis Gonsalves博士設計了一種木瓜菌株來製造其中一種使番木瓜植物抵抗病毒感染的環斑病毒基因(病毒蛋白)。 這個概念與疫苗接種相似。
與市場上推廣轉基因作物的“大農業”相比,彩虹木瓜種子最初免費分發,現在以非營利性夏威夷木瓜業協會的成本出售。 彩虹木瓜是目前唯一銷售的轉基因水果(除了西紅柿,如果你認為它們是水果)。
抵抗環斑病毒只是第一步
雖然基因改變的彩虹木瓜保存了夏威夷木瓜農業,但由於木瓜市場的很大一部分是國際性的,因此該商業成功受到限制。 例如,1996年夏威夷木瓜對日本的銷售額為1500萬美元,但在2010年僅為100萬美元。獲得批准在美國以外銷售的彩虹木瓜已成為其商業成功和夏威夷木瓜業真正復甦的巨大障礙。
經過十多年的遊說,日本終於在2011年底批准了彩虹木瓜的銷售,使夏威夷有機會重新奪回其失去的木瓜市場。
由於彩虹木瓜將被標記為轉基因食品,但是,新鮮美味的基因改造水果能否克服人們對轉基因食品的關注仍有待觀察。
穀物和種子:真正的轉基因生物成功
雖然轉基因食品的供應有限,但包括轉基因產品在內的加工食品已成為過去十多年來的主要商品。 大多數批准的基因工程食品是主要的經濟作物,如玉米,大豆和棉花(棉籽油用於加工食品)。
2011年,種植了1.6億公頃的轉基因作物,其中90%在美國,巴西,阿根廷,印度和加拿大。 這是全球耕地面積的10%以上。 大約82%的棉花,75%的大豆,32%的玉米和26%的油菜是基因工程。
儘管轉基因作物大部分用於動物飼料和燃料,但轉基因生物現在在西半球和印度的雜貨中已經很常見。 據估計,在美國銷售的加工食品約有70%,加拿大銷售的加工食品約有60%含有轉基因植物,大部分來自轉基因大豆和玉米。 相比之下,歐洲商店貨架上只有約5%的加工食品含有轉基因生物。
轉基因動物
基因改造的轉基因動物通常製造並用於研究。 例如,具有廣泛遺傳工程的小鼠模型是用於藥物發現和開發的標準工具。 然而,迄今為止,沒有將轉基因動物引入食品市場。
但是,如果AquAdvantage鮭魚得到批准,轉基因動物食品的缺乏可能很快就會改變。 AquAdvantage三文魚是大西洋鮭魚,在其DNA中插入另一種不受管制的奇努克鮭魚生長激素基因。 來自快速增長的奇努克鮭魚的這種基因使得AguAdvantage鮭魚比其天然表親更快速地生長。
2010年9月,美國食品和藥物管理局獸醫醫學委員會的一項評論認為,“大量測試結果確立了AquAdvantage鮭魚和大西洋鮭魚之間在食品安全性方面的相似性和等同性”。 然而,雖然在這次審查之後的幾個月內預計鮭魚的最終批准,但幾乎兩年後仍待批准。
沒有簡單的GMO答案
轉基因生物是否是一種危險和非自然的食物來源異常,或是現代技術的自然延伸以改善我們的食物供應? 當然,這取決於你問誰。 至少,轉基因工廠已經迅速成為全球食品市場的重要組成部分。
通過雜交育種進行的遺傳操作已經進行了數千年,產生了導致馴化的玉米和小麥,怪誕的雞以及數百種蘋果品種的農業革命。 這些技術產生了70億的全球人口。
今天,基因工程可能是進一步提高糧食生產以應對日益增長的全球人口挑戰的最有效方式。 通過基因工程直接操縱DNA預示著作物改良和糧食開發的下一步,以迎接餵養世界的未來挑戰,還是可能導致嚴重的全球健康後果的冒險活動?