此前美国俄勒冈州立大学的森林遗传学家在《加拿大森林研究》上发表的一份报告中称，他们已经培育出了一种转基因杨树，这种树的生长速度更快，对害虫有抵抗力，并且至少能保留插入基因的表达14年。这些树木是迄今为止在森林树木基因改造方面取得最成功的成果之一，这一领域远不如作物农业领域的转基因产品先进。这一进展可能在造纸和纸浆行业，以及以杂交杨树种植园为基础的新兴生物燃料工业中特别有用。研究人员说，这种树的商业用途可以用同样被设计成不育的杨树来做，这样它们就不太可能把自己的特性传播给其他树。已在田间论证了雄性不育树的开发，可用于雄性杨树品种。雌性不育还没有实现，但应该是可行的。
博科园-科学科普：然而目前还不清楚监管机构是否会允许使用这些树木，因为它们的不育性是一个关键缓解因素。俄勒冈州立大学林业学院(OSU College of Forestry)林业生物技术领域的著名教授史蒂芬·施特劳斯(Steven Strauss)说：就木材产量、种植园健康和生产率而言，这些转基因树木可能非常重要，现场实验和持续的研究表明，结果超出了预期。很可能低估了这些树在促进生长和生产方面的价值。对来自9个“插入事件”的402棵树的大规模研究追踪了将cry3Aa基因植入杂交杨树结果。第一阶段是在1998年到2001年之间进行的实地试验，14年后继续在俄勒冈州立大学的“克隆银行”进行研究，以确保价值性状随年龄的增长而保持不变。
图片：Oregon State University
?为了防止任何基因进入野生树木种群，所有这些树在两岁的时候就被砍掉或砍掉，而它们的年龄还没有达到开花繁殖的年龄。通过这种基因改造，这些树能够产生一种杀虫剂蛋白，帮助抵御昆虫的攻击。事实证明这种方法作为其他作物种类如玉米和大豆的虫害控制措施是有效的，从而大大减少了杀虫剂的使用，减少了作物损失。俄勒冈州立大学的研究员Amy Klocko说：昆虫袭击不仅会杀死一棵树，还会让树更容易受到其他健康问题的影响，在虫害严重的一年里，可能会损失整个种植园。杂交杨树通常在平坦的土地上密集种植，几乎就像一种粮食作物，特别容易受到昆虫传播的影响。人工施用杀虫剂是昂贵的，而且目标是各种各样的昆虫，而不仅仅是攻击树木的昆虫。
研究人员发现，这项研究中的一些转基因树也显著改善了生长特性。与对照组相比，转基因树木在两个生长季节后平均生长了13%，在最好的情况下，生长了23%。一些研究还使用了一种耐旱杨树克隆体，这可能是未来更温暖、更干燥气候的另一个优势。这项研究得到了俄勒冈州立大学树木生物安全和基因组学研究合作组织的支持。棉花和玉米等一年生作物已经被常规种植为具有抗虫基因的转基因产品。然而在收获之前，树木必须生长并存活数年，并遭受数代害虫的袭击。这就是为什么转基因昆虫保护可能提供更大的商业价值，以及为什么延长测试是必要的，以证明抗病基因仍然会在种植十多年后表达。一些转基因杂交杨树已经在中国投入商业使用，但在美国却没有。在美国使用转基因树木仍然面临严重的监管障碍。
迄今为止，对转基因森林树进行的最大实地研究表明，基因工程可以扩散新树苗的形成。俄勒冈州立大学(Oregon State University)研究人员在这项研究中设计的“扩散特性”之所以重要，是因为社会对基因流动的关注——基因工程或外来入侵树木或其生殖细胞在种植园外的扩散。俄勒冈州立大学森林生物技术杰出教授、通讯作者史蒂夫·施特劳斯说：还需要进一步了解和研究，但这看起来很不错，这是非常令人兴奋的。这项研究观察了7个种植季节里9英亩土地上的3300棵杨树，研究结果今天发表在《生物工程与生物技术前沿》上。杨树生长迅速，是许多产品的来源，从纸张到托盘，从胶合板到软垫家具的框架。在像杨树这样有雄性和雌性个体的树上，雌花产生种子，雄花产生受精所需的花粉。
在森林生态系统和社会部门评估了使两种树木都不育的各种方法，着重于13种涉及花卉或控制生殖开始的基因。单独或联合使用，这些基因的蛋白质功能或RNA表达被修改，目的是获得不育的花或缺少开花。结果是：科学家们发现了能够在不影响其他性状的情况下进行扩散树木繁殖的改良方法，并且年复一年地进行了可靠的改良。这些研究集中在一株雌性早花杨树上，这有助于研究，但他们针对的基因已知会影响花粉和种子，因此应该提供一般的扩散方法。除了这些发现之外，这项研究的范围、持续时间和广泛的政府和行业资助者网络也很引人注目。施特劳斯说：我很自豪我们完成了这项研究，这花了很多年，很多人都在做，在管理。人们担心转基因树木将接管世界，但这些是包含基因，使接管世界基本上是不可能的。
如果有什么东西是转基因的，人们会认为它很危险——在许多人的想法和今天法规证明它是安全的之前，它是有罪的。相比之下，科学家们说，重点应该放在性状、价值和安全性上，而不是使用的方法上。在研究开始时，施特劳斯想知道这些树是否会看起来正常，是否能存活下来，或者是否能稳定可靠地表达它们的新特性，所有的答案都是肯定的。树木会好吗？它们会是多变的还是不可预测的？年复一年，在获得正确的遗传基因的地方，扩散特性可靠地发挥了作用。并不是所有的构念都起作用，但这就是你做研究的原因。在实验室里，新的遗传方法，特别是基于crispr的基因编辑技术，正在使可靠地包含和改进树木的生产变得更加容易和高效。这研究重点是花粉和种子，但杨树也可以传播植物，例如通过根芽，但速度要慢得多，距离也要窄得多，而且在种植园内外控制起来也容易得多。
博科园-科学科普｜参考期刊文献 :《生物工程和生物技术前沿》（Frontiers in Bioengineering and Biotechnology）｜研究/l来自：俄勒冈州立大学，DOI: 10.3389/fbioe.2018.00100
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