基因农业网（刘杰）2015年编译：过去三十年里，分子生物学研究以惊人的速度发展，在许多情况下甚至比摩尔定律所揭示的电子学的发展还要迅速。举个例子，在过去15年，人类基因组测序的成本从1亿美元下降到了1000美元。这些进步不仅革新了生物学的研究还促进了技术的进步，以至于GMO（遗传修饰的生物体）的定义也受到挑战。
目前转基因作物中，超过90%都含有利用来自于土壤农杆菌的T-DNA分子插入到植物基因组中的基因。在野生状态下，这种细菌将自己的T-DNA注射到植物细胞中，迫使植物细胞产生那些土壤农杆菌喜欢“食用”的分子。植物育种家利用T-DNA分子（转移DNA）是因为T-DNA分子可以将外源的基因转入到细胞中，同时也因为T-DNA分子有粘性末端可以确保植物育种家们将具有重大价值的外源基因插入。通过将目标基因替换掉T-DNA中那些不良基因，植物育种家已成功利用这种分子将许多不同来源的基因插入到植物中，改变了植物的遗传组成。转基因植株因此被定义成既含有T-DNA又含有外源基因的植株。
那些激烈反对转基因的人士声称转基因作物和转基因食品是有害的，仅仅只是因为他们觉得T-DNA介导的将基因转移到不相关的植物中是自然状态下所不存在的。最近发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇文章证明了农民种植的所有291种红薯品种中均含有至少4个外源基因以及T-DNA分子，而所有这些外源基因和T-DNA分子都不是被科学家插入的，这篇文章表明那些反对转基因人士的说法是错误的。野生的红薯品种并没有这些基因和T-DNA，这就表明数百年来农民们由于这些红薯的优良性状而无意识地选择了种植自然发生的转基因红薯品种，同时这也表明所有经过审定的有机红薯品种都是转基因的。
分子生物学的进步导致了两种改变作物遗传组成的新技术的诞生。他们以“RNAi”和“CRISPR-Cas9”的名字而广为人知。RNAi（核糖核酸干扰）是通过产生一个小片段的RNA来降解用于合成蛋白质的mRNA，使编码某一个重要蛋白的基因失活而不能发挥功能。植物自然状态下也会产生许多种RNAi来抵抗疾病和调控生长发育。当某一个基因的序列已知时，科学家很容易生产这些RNA片段来抑制这个基因编码蛋白质的合成。植物育种家很喜欢RNAi技术，因为这种技术在控制病毒性疾病以及虫害方面是一个非常高效并且对环境友好的技术。在夏威夷，从15年前开始，那些由RNAi技术拯救了夏威夷的木瓜产业。其他由RNAi研发出的作物有抗病毒的菜豆（巴西）、抗真菌的香蕉以及抗线虫的大豆。RNAi还有可能帮助农民抵抗对Bt杀虫蛋白有抗性的食根虫。
CRISPR-Cas9是植物育种家所采用的最新的育种技术。它是一种非常精确的基因组编辑技术：它可以在已有基因的特定位置进行“编辑”。CRISPR-Cas9可以引入单个碱基的变化，这种变化与自然发生的突变或者是X射线诱变产生的突变在DNA水平上是极其相似的，但是与X射线诱变方法中的“散弹枪”不同，CRISPR-Cas9可以靶标特定的基因并在这个基因的特定碱基进行“编辑”。这种技术还可以使研究人员精确地改变小的DNA结构域来移除基因功能或者将其改造成具有其他功能的基因。通过这种方法可以改变植物产品的含量，比如增加大豆油中更加健康的油酸的含量。CRISPR-Cas9非常受欢迎，因为这种技术非常精确、便宜（每次实验的化学试剂成本仅30美元，而之前的技术则需要5000美元）、快速（一次实验仅需要一周时间）。
利用上述的技术，科学家已学会了控制基因的活性从而产生出令人惊奇的结果。比如可以延长大豆植株的营养生长时间来获得更茁壮的植株和更多的种子。在另一个例子中，通过增强水稻的光合作用和根系的生长，这种水稻可以在灌溉良好的条件下增产29%，而在干旱条件下则可以增产14%～40%。
这些新技术并不是为了取代传统的植物育种，而是互为补充。植物育种家利用这些技术可以更精确、更快、更便宜地培育出具有优良性状的作物品种，它们并不是那些反对转基因的网站上所宣称的“Frankenstein”技术。
【译者注：《Frankenstein》是一本科幻小说，该书讲述了一个科学家造出一个“人造人”，最终带来灾难的故事。】
作者Andrew Staehelin是科罗拉多大学波尔得分校（CU-Boulder）分子、细胞和发育生物学系的荣誉教授。
本小章还未完，请点击下一页继续阅读后面精彩内容！