木瓜原產(chǎn)于南美洲，17世紀傳入我國。在我國主要分布于廣東、海南、廣西、云南、福建、臺灣等省（區(qū)），國外主要分布于東南亞的馬來西亞、菲律賓、泰國、越南、緬甸、印度尼西亞以及印度和斯里蘭卡；中、南美洲，西印度群島，美國的佛羅里達，夏威夷，古巴以及澳洲。

 

　　木瓜對人體有眾多好處，但由于木瓜生長時容易受到病毒的侵害，產(chǎn)量受到很大的影響。1948年，一種名為木瓜環(huán)斑病毒（PRSV）在美國夏威夷被發(fā)現(xiàn)，PRSV來勢兇猛，傳播迅速，可以說只要有種植番木瓜的地區(qū)，就會存在PRSV。被PRSV感染的木瓜葉片褪綠、畸形、變小，果實含糖量低、風(fēng)味差，嚴重時會導(dǎo)致導(dǎo)致木瓜減產(chǎn)八九成。

 

　　之后包括我國南方多個省份在內(nèi)的木瓜種植地也成為感染PRSV的重災(zāi)區(qū)。但PRSV侵害的范圍廣、源頭難以追溯，在應(yīng)對上存在很大的困難。

 

　　在傳統(tǒng)育種背景下，多采取選育抗病新品種，結(jié)合栽培技術(shù)進行綜合防治的措施，但成效不佳。因為木瓜栽培品種中缺乏抗性資源，而野生木瓜中的抗性資源，很難通過常規(guī)的雜交方法轉(zhuǎn)移到木瓜栽培品種中。

 

　　上世紀20年代末，人們發(fā)現(xiàn)了一種有效防治植物病毒病的方法，即通過對植物接種弱毒株病毒使植物能抵抗強毒株病毒，這就像人類注射疫苗以預(yù)防疾病。這種方法在植物界被稱為“交叉保護”。“交叉保護”曾經(jīng)在美國佛羅里達、夏威夷等地區(qū)的木瓜育種中得到很好的推廣應(yīng)用。但是經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用交叉保護過程中弱毒株有突變?yōu)閺姸局甑目赡苄?，而對所有的植株逐一接種也是一項工程量巨大的事情。在這種情形下，科學(xué)家們需要一個更加有效，也更加經(jīng)濟、便捷的木瓜抗病毒防治措施。

 

　　1986年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)把煙草花葉病毒的外殼蛋白基因轉(zhuǎn)入煙草，可以得到交叉保護相似的效果，使煙草擺脫了病毒的侵襲，成功獲得了世界上第一例抗病毒轉(zhuǎn)基因植物，這給研究抗病毒木瓜品種的科學(xué)家們帶來了新的思路。經(jīng)過科學(xué)家們的努力，抗PRSV的轉(zhuǎn)基因木瓜誕生了。

 

　　那么，轉(zhuǎn)基因木瓜到底如何操作的呢？不同地區(qū)的PRSV株系具有很高的變異性和多樣性。不同的毒株對于木瓜的侵染也存在著差異，因而，在通過轉(zhuǎn)基因到木瓜時，必須要考慮木瓜的地域性。即根據(jù)木瓜的生長環(huán)境，選取特定的病毒基因組序列，并通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)導(dǎo)入木瓜，使木瓜產(chǎn)生抗性以抵抗病毒。

 

　　具體而言，轉(zhuǎn)基因木瓜到底是怎么樣達到抗病毒作用呢？是由于轉(zhuǎn)入的病毒基因組序中含有小段的雙鏈RNA，可以與病毒繁殖擴增的關(guān)鍵基因DNA序列匹配，匹配后可以使病毒不再具備繁殖擴散的功能，因而成功起到抗病毒作用。

 

　　當然，抗病毒轉(zhuǎn)基因木瓜的安全性也是大家所關(guān)心的問題?？茖W(xué)家們所轉(zhuǎn)入的病毒基因組序列是否有害，留在人體內(nèi)不走了呢？

 

　　實際上，我們所吃的水果是由一系列的RNA和DNA組成的，我們在攝入這些RNA和DNA之后，人體會把它們剪切為一群堿基，再為人體細胞所用，并不會對人的身體產(chǎn)生任何傷害。就轉(zhuǎn)基因木瓜而言也是如此。在攝入人體內(nèi)后RNA和DNA同樣會被分解。

 

　　此外，科學(xué)家們還通過一系列研究表明，轉(zhuǎn)基因木瓜并不會改變木瓜園藝性質(zhì)，并且對植物和土壤中包括其他作物、動物和微生物等非目標生物體不產(chǎn)生任何影響。同時，與傳統(tǒng)木瓜相比，轉(zhuǎn)基因木瓜可溶性固體和其他成分的含量相當，不具有已知蛋白質(zhì)過敏原或毒素的典型特征，除病毒抗性外，與常規(guī)木瓜實質(zhì)等同。

 

　　安全的抗病毒轉(zhuǎn)基因木瓜除了能夠達到基礎(chǔ)性的抗病毒效果，還有一些什么樣的附加優(yōu)勢呢？

 

　　過量使用農(nóng)藥不僅對環(huán)境有害，造成土壤、水源、大氣等資源污染，還會嚴重損害人體健康，包括食用人群的健康和長期暴露在農(nóng)藥中農(nóng)民的健康。據(jù)統(tǒng)計，全球平均每分鐘就有二至三人因農(nóng)藥而中毒，每年有超過兩萬的農(nóng)民因農(nóng)藥中毒而死亡。

 

　　轉(zhuǎn)基因木瓜的誕生，從根本上解決了PRSV的威脅，極大地緩解了傳統(tǒng)品種種植中農(nóng)藥過量使用的問題，減輕環(huán)境污染的同時也豐富了人類對木瓜品種的選擇。此外，由于轉(zhuǎn)基因木瓜抗病毒效果明顯，產(chǎn)量得以保證，可以有效減少木瓜的種植用地。因此，種植轉(zhuǎn)基因木瓜，是在保證安全前提下，實現(xiàn)成本最小化的最佳選擇。

 

　　由于轉(zhuǎn)基因木瓜抗病毒成效顯著，已經(jīng)得到了部分木瓜主要種植國家的認可。美國是世界范圍內(nèi)最早批準轉(zhuǎn)基因木瓜商業(yè)化種植的國家，其研發(fā)的“日出”和“彩虹”兩種轉(zhuǎn)基因木瓜品種早在1998年就已經(jīng)通過審批進行大面積的生產(chǎn)種植，迄今已有近20年歷史。

 

　　我國也已批準了抗PRSV轉(zhuǎn)基因木瓜——“華農(nóng)1號”商業(yè)化種植。“華農(nóng)1號”轉(zhuǎn)基因木瓜是由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)自主研發(fā)的。經(jīng)過對“華農(nóng)1號”轉(zhuǎn)基因木瓜長達7年的環(huán)境與食品安全評估，在得出其除病毒抗性外，與傳統(tǒng)木瓜具有相當?shù)牡刃越Y(jié)論后，我國于2006年向“華農(nóng)1號”轉(zhuǎn)基因木瓜頒發(fā)生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，批準其在我國廣東省推廣種植，并且種植面積逐年擴大。至2009年，“華農(nóng)1號”轉(zhuǎn)基因木果種植面積占廣東省木瓜種植面積的95％。

 

　　牙買加、泰國以及我國臺灣也已經(jīng)成功完成了抗PRSV轉(zhuǎn)基因木瓜的田間試驗階段，商業(yè)化種植指日可待。澳大利亞、菲律賓、馬來西亞以及越南等國家也已在2008年進入抗PRSV轉(zhuǎn)基因木瓜的田間試驗階段。轉(zhuǎn)基因木瓜在國際市場中被廣泛接受。加拿大是世界第三大木瓜進口國，其于2003年已批準轉(zhuǎn)基因木瓜進入國內(nèi)市場，成為第一個批準轉(zhuǎn)基因木瓜進口的國家。就連一向?qū)D(zhuǎn)基因產(chǎn)品持消極態(tài)度的日本也于2010年向轉(zhuǎn)基因木瓜打開了進口大門。可以說，轉(zhuǎn)基因木瓜已經(jīng)在全球范圍內(nèi)逐漸得到了認可。

 

　　當然，除了實現(xiàn)對PRSV的抗性，科學(xué)家們還試圖利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)使木瓜實現(xiàn)其他對人類具有價值的用途，例如通過基因操作實現(xiàn)木瓜用作食用疫苗，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)減少木瓜在運輸途中損壞等等。轉(zhuǎn)基因技術(shù)與木瓜育種的結(jié)合，未來也許會產(chǎn)生更多有益于人類的成果，讓我們拭目以待。

 

　　參考文獻：

 

　　[1] Changming Ye, Huaping Li. 20 Years of Transgenic Research in China[J]. Transgenic Plant Journal 4 （Special Issue 1）， 58-36.

 

　　[2] 李世訪。 抗病毒轉(zhuǎn)基因番木瓜及其安全性問題[J]. 植物保護， 2011, 37（6）：59-63.

 

　　[3] 饒雪琴，李華平。 轉(zhuǎn)基因番木瓜研究進展[J]. 中國生物工程雜志， 2004, 24（6）：38-42.

 

　　作者：王琪 銀圓圓 周天盟 馬偉華