基改作物第二講:基改作物是怎樣做出來的

作者: 
郭華仁(台灣大學農藝系教授)

 

1.  前回講,基因改造的作物主要是超級大公司作出來的。基因改造到底是怎麼作出來的。

要瞭解基改作物是怎麼作出來的,不是那麼簡單。最好先瞭解一般品種改良所用到的方法,那就是回交育種。譬如說有一個水稻品種A,各方面的表現都很好,大家喜歡種,唯一的缺點就是怕冷,寒流來就冷死。過去要解決這個問題,需要去找一個不怕冷的水稻品種來進行交配,選出不怕冷的品種。譬如到北海道找品種B。但是品種B雖然不怕冷,在熱帶的台灣種起來各方面的表現都很差。因此品種A與品種B交配,後代的基因有一半是來自品種A,有一半來自品種B。這個雜交一代育成秧苗,拿去冷處理有一半的秧苗會冷死。

將剩下不怕冷的拿回來與品種A再交配,後代的基因有一半是來自品種A,因此育成秧苗拿去冷處理,仍然有一半的秧苗會冷死。剩下不怕冷的又拿回來與品種A再交配,後代又去作冷處理,把怕冷的淘汰掉。這樣的過程一再重複七八次,就會得到各方面的表現都很好,又不怕冷的新品種。這就是回交育種的做法。

2. 那如果用基因改造的新科技,到底要怎麼作?

要瞭解基因改造,就要先瞭解細胞培養。農作物與人一樣,都是千千萬萬個細胞結合在一起的。一萬個農作物細胞排起來才1厘米長。每一個細胞裡面都有好條很細但是很長的DNA。人有23對46條DNA。水稻12對24條DNA,平均每條1公分長,24條總共大概25.7公分。水稻12對DNA上面總共35000個基因。1000個基因長約1mm。

細胞培養與組織培養差不多。將水稻的芽放在無菌的培養基中培養成一堆細胞,然後將細胞的細胞壁拿掉,成了沒有殼的細胞。用來作基因改造的對象。

3. 就是把不怕冷的基因送進去沒殼的水稻細胞嗎?

是;這種基因改造的技術又叫做基因工程。需要將不怕冷的基因切出來,然後大量製造同樣的基因。每個不怕冷的基因經過加工,成為一圈基因。將一圈基因放到細菌裡面。然後把細菌與水稻沒有殼的細胞放在一起,細菌就會將那一圈基因轉到水稻的細胞。

有時候也用基因槍來進行。將那一圈基因用金子包起來作成子彈,然後用基因槍來打沒有殼的細胞。有的細胞沒有打到,有些細胞打了太多子彈破掉了。只有力道剛剛好鑲到DNA上面的才算成功,完成了基因改造的第一步。

再來將被轉入不怕冷基因的沒有殼的細胞拿去作細胞培樣,讓它長出根、芽,再過來長成水稻秧苗,就可以一出外練來種在盆子裡面。

4. 但是剛剛說,有些細胞沒有被子彈打到,這些細胞出秧苗,也算作有基因改造嗎?

剛剛講到,轉進去水稻細胞的,不祇是不怕冷的基因而已,而是一圈基因,這一圈基因,除了不怕冷的基因以外,還有兩個重要的基因,一個基因是用來選出那些不怕冷的基因已經轉入的細胞,叫做篩選(選擇)基因,另一個是用來發動不怕冷基因的基因,叫做啟動(發動)基因。

篩選基因一般是抗抗生素的基因。有這個基因,細胞就不怕抗生素。基因改造的第一步完成了以後,開始培養細胞時,用抗生素來餵細胞,細胞若沒有轉成功,就沒有抗抗生素的基因,所以就會死掉;細胞內若有抗抗生素的基因,就不會死。所以活出來的秧苗都是有抗抗生素的基因,當然其旁邊也有不怕冷的基因。

但是水稻細胞轉進去不怕冷的基因,也不會有作用,旁邊還要插入啟動基因。

當然經過基因改造成功的秧苗,還是要放在冰庫,若不會死,才能保證不怕冷的基因有作用。

5. 這樣聽起來,基因改造技術不用雜交那麼多代,比較起來,快得多了。

並沒有快很多。因為不怕冷基因是外來的基因,傳道後代經常會不見。因此也是要種個五六代,確定這個基因都還在,已經穩定了,才能夠說基因改造已經成功。但是麻煩的事才要開始。因為基改作物作成功以後,還要作試驗證明兩件事情,第一是會不會危害到環境,第二是人吃了會不會有健康上的問題。等到這兩點都經過試驗,證明沒有問題,然後還要向政府申請審查。政府會邀請專家來審查,委員覺得有哪些問題,就會要求補作試驗。等到委員都滿意了,通過審查,才可以上市賣這種基改品種的種子。

6.  若審查不通過,怎麼辦?

審查若不通過,當然不可以再作下去,因為後來的工作還很多,需要花很多錢,當然不可以再作下去,前面花的錢就算燒掉了。這也是為什麼大公司才作得起,一般種子公司沒辦法,因為需要的資金非常大。

7. 那這樣的話,基因改造好像沒有那麼利害?

也不是這樣講,回交育種只能將水稻的基因放到另一個水稻品種,沒也辦法從大豆轉到水稻。但是基因改造不但可以將大豆轉到水稻,連蟑螂的基因都可以轉到水稻。譬如說,小麥比起水稻更不怕冷,也可以從小麥將不怕冷的基因抽出來,轉到台灣的水稻上面。這在傳統的回交育種是做不到的。

8. 所以公司就開始賺大錢了嗎?

還沒有。因為作物的品種百百種,但是作基因改造成本太高,不可能每個品種都作基因改造。所以作出一個不怕冷的基改水稻以後,還是要用傳統回交育種的方法,將這個不怕冷的基因轉到其他品種。但是每一個回交育種,也都需要六七年的時間以及人力。這也是為什麼目前基因改造的作物主要只有四種,因為這四種作物的栽培面積非常大,種子買賣真大,大公司花的錢才有辦法收回來。

本文為台大農藝系郭華仁教授,於神農廣播電台受訪之整理文稿。感謝郭華仁老師提供轉載。

如需聆聽,請點選《基因改造作物 台語十二講》

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