轉基因作物和農藝性狀

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簡介

轉基因作物是基因改造生物（GMO），它們在實驗室環境中被改造以擁有特定的農藝性狀。農藝性狀是指作物表現出的各種特徵，例如抗蟲害和疾病、產量增加以及對非生物脅迫（如干旱和鹽鹼化）的耐受性。

轉基因作物透過引入來自其他生物體的基因來設計這些性狀，這些基因可以將這些性狀賦予作物。轉基因作物一直是許多爭論和爭議的主題，支持者認為它們可以幫助解決世界糧食安全挑戰，而反對者則認為它們對人類健康和環境構成風險。

以下內容闡明瞭轉基因作物及其農藝性狀背後的科學原理。

什麼是轉基因作物？

轉基因作物是指透過將外源基因匯入其基因組而進行基因改造的植物。這些外源基因通常來源於其他生物體，例如細菌或其他植物，它們可以賦予作物特定的性狀。

例如，將來自蘇雲金芽孢桿菌（Bt）的基因匯入棉花植物中，可以賦予其對某些以棉花為食的昆蟲的抗性。這意味著經過基因改造包含 Bt 基因的棉花植物不易受到蟲害侵襲，這可以導致更高的產量和更少使用農藥。

轉基因作物可以透過多種方法建立，但最常見的方法是使用基因槍。這涉及到將外源基因塗覆在微小的金屬顆粒上，然後使用高壓空氣將它們射入植物細胞。

轉基因作物的益處

轉基因作物已被開發出來，為農民和消費者提供各種好處。其中一些好處包括：

產量增加

轉基因作物可以被設計成比非轉基因作物產生更高的產量。例如，經過基因改造以表達磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）的玉米植物，在水分脅迫條件下可以比非轉基因植物產生更高的產量。

抗蟲害和疾病

轉基因作物可以被設計成對某些害蟲和疾病具有抗性，從而減少對殺蟲劑和其他化學處理的需求。例如，前面提到的 Bt 基因可以賦予棉花和其他作物對某些昆蟲的抗性。

耐受非生物脅迫

轉基因作物可以被設計成耐受非生物脅迫，如干旱、鹽鹼化和極端溫度。這可以幫助作物在非轉基因作物可能無法生存的惡劣環境中生存併產出。

改善營養成分

轉基因作物可以被設計成含有更高水平的某些營養物質，這有助於解決嚴重依賴主糧作物的群體中的營養不良問題。例如，“金色大米”已被開發出來，含有高水平的β-胡蘿蔔素，β-胡蘿蔔素在體內會轉化為維生素 A。

轉基因作物的風險

儘管轉基因作物具有潛在的益處，但人們也對其安全性及其對環境的影響表示擔憂。其中一些擔憂包括：

對人類健康的潛在危害

有人擔心食用轉基因作物可能會對人類健康造成有害影響，儘管這一點尚未得到明確證明。一些反對轉基因作物的人認為，將外源基因引入食物供應可能會引發過敏或其他健康問題。

環境影響

有人擔心轉基因作物可能會產生意想不到的環境後果，例如產生抗除草劑的“超級雜草”。人們還擔心轉基因作物對非目標生物（如傳粉媒介和有益昆蟲）的影響。

轉基因作物的農藝性狀

一些最常被設計到轉基因作物中的農藝性狀包括：

抗蟲害和疾病

這可能是轉基因作物中應用最廣泛的農藝性狀。來自其他生物體（如細菌、病毒和其他植物）的基因已被匯入作物中，以賦予其抗蟲害和疾病的能力。例如：棉花、玉米、大豆和油菜。

耐受非生物脅迫

轉基因作物也可以被設計成耐受非生物脅迫，如干旱、鹽鹼化和極端溫度。這可以幫助作物在非轉基因作物可能無法生存的惡劣環境中生存併產出。例如：水稻、小麥和大豆。

改善營養成分

轉基因作物可以被設計成含有更高水平的某些營養物質，這有助於解決嚴重依賴主糧作物的群體中的營養不良問題。例如：金色大米。

產量提高

轉基因作物可以被設計成比非轉基因作物產生更高的產量。例如，被設計成產生更多油的大豆，其產量比非轉基因大豆高出 10%。

除草劑抗性

轉基因作物也可以被設計成耐受除草劑，這使得農民可以使用這些化學物質來控制雜草，而不會損害他們的作物。這可以減少人工除草的需求，人工除草既費時又費錢。

轉基因作物的例子

轉基因作物已針對各種作物（包括糧食作物和非糧食作物）開發出來。一些轉基因作物的例子包括：

• Bt 棉花：經過基因改造包含 Bt 基因的棉花植物對某些以棉花為食的昆蟲具有抗性。這可以減少對殺蟲劑的使用並提高產量。

• 抗草甘膦大豆：經過基因改造以耐受草甘膦（以“草甘膦”品牌銷售）的除草劑的大豆，可以用這種化學物質噴灑來控制雜草，而不會損害大豆。

• 金色大米：這是一種經過基因改造以含有高水平β-胡蘿蔔素的大米品種，β-胡蘿蔔素在體內會轉化為維生素 A。

• 抗旱玉米：經過基因改造以耐受乾旱的玉米，在水分脅迫條件下可以比非轉基因玉米產生更高的產量。

結論

轉基因作物是基因改造生物，它們被設計成擁有特定的農藝性狀，例如抗蟲害和疾病、產量增加以及對非生物脅迫的耐受性。

雖然這些作物有可能使農民和消費者受益，但也有人對其安全性及其對環境的影響表示擔憂。在開發和使用轉基因作物時應謹慎行事。