物,為了更高效地殺死獵物,也進化出了能殺死一些昆蟲的蛋白。
最好的尋找殺蟲基因(像抗細菌藥一樣,不可能有萬能的抗蟲基因)方法是直接找某種害蟲的天敵。如菜青蟲的天敵蝶蛹金小蜂,就能夠產生昆蟲免疫抑制因子,可以透過抑制菜青蟲的免疫系統而影響菜青蟲的生長和發育。
這些所有的抗蟲物質,都有可能透過跨物種基因表達而得到利用。製造一種含抗蟲基因的新品種,相當於把植物本身當成了農藥工廠,其效率之高可想而知。這是最廉價、高效的防蟲害方式。
有了這樣的新品種,連農藥的生產都免了。溫莎農業帝國行將壟斷世界農業的一招殺手鐧。當然,話不能這麼說,得說什麼“造福億萬農民”之類的高大上詞彙。
除了抗蟲抗病,還得增產。以遺傳學為基礎的育種學在唐老闆的帶動下產生才沒幾年,現在又將進入嶄新的領域。這裡面核心的技術靈感來源於遠古時代地球大氣的構成,當時的動植物體量都很大,因為二氧化碳的濃度高。
細究一下為什麼二氧化碳濃度會對植物的生長有影響,就不得不去研究植物把二氧化碳固定的生化過程。
原來,在二氧化碳固化過程中起關鍵作用的是一種叫“二磷酸核酮糖羧化酶”的催化劑。這種催化劑同時對氧氣也有活性,因此氧氣和二氧化碳一起爭奪催化劑的活性部位,導致了植物對二氧化碳的濃度敏感。
在千萬年的進化中,有些植物進化出了在自身體內區域性將二氧化碳濃度提高的辦法來。就像高空中飛行的飛機因為空氣稀薄而需要渦輪把空氣壓縮的感覺一樣。植物的辦法是使用atp為能量將二氧化碳泵到內環境裡面。
除此之後,葉肉細胞進化出了一種pep…羧化途徑以固定二氧化碳。在這個過程裡co2會被磷酸烯醇式丙…酮酸(縮寫pep)所固定。二氧化碳會被轉化為草醯乙酸。這是一種四碳化合物,後來科學家們就把這種固碳方式簡稱為c4。
在溫度高的地方固碳的催化劑對氧氣的親和力高,所以在進化過程中熱帶的作物最先感覺到壓力,率先出現了c4植物,如:玉米、甘蔗。
c4過程對水的利用率高,製造乾重1g的物質,c4類植物只要230–250ml水,而c3類植物所要消耗的是這個量的兩到三倍,所以乾旱的地方物種會首先做出自然選擇。小米這種c4植物就特別耐旱,而初期長得很像玉米的高粱原產地是乾旱、高溫的非洲。
c3到c4的過程,效率的提高就像螺旋槳引擎到渦輪風扇噴氣式引擎的區別,如果能將c3的水稻加入c4基因,估計可以將產量提高35%。
好處還不止這個,全世界產量最高的糧食是玉米,它的根部與固氮菌共生,還能把氮肥這個肥料的最大頭給省了。因此,一旦c4改造水稻專案成功,帶來的效益是巨大的。
引入一個想要的基因貌似簡單,其中遠沒有那麼簡單。因為這種完全改變植物固碳機制的技術需要很多個基因的支援與配合。
唐老闆讓達爾文研究所研究大量的基因進化過程是有道理的,這不是沒有用的純學術專案。透過多種基因的進化歷程,可把c3與c4之間的一個個差別給整理出來,為這項革命性的基因工程服務。
溫莎農業帝國的這種基因技術實在是太厲害,讓人窒息的厲害,協約國的人與保守思想的人都很難想象完全不同的生物交換基因會產生什麼後果。甚至不少的科學家,由於保守的本能,非常害怕這種技術的出現。
無論如何,科技競爭激烈展開,不管這紀錄片普通人看不看,協約國的科學家、政治家們是一定要深刻研究的,因為它的資訊量實在是太大了。
而政治家們要忽悠選民支援他們的科技政策,一定會提到這個紀錄片,這麼一來,人間會鼓勵選民們去看這片子,結果就使得這紀錄片空前的大賣。重要的東西從來不會被埋沒啊。
也有人認為跨物種基因表達是天方夜譚,根本不可能的事情。唐老闆以最響亮的方式回應了這種質疑,不久就有第一種跨物種基因品種被培養出來:熒光魚。它的原型是斑馬魚,一種非常漂亮的帶著線條的觀賞魚,能發光之後更是驚人的豔麗。
彷彿是要炫技一般,唐老闆這一次製造出來的熒光魚不僅僅是插入了一個外來基因,而是改造了寄生在斑馬魚體內的一種細菌。因為細菌繁殖快,基因工程研究也就快。
團隊將兩種基因插入了細菌基因,一種是發光基因,一種是群體感應基因。它們都是來自海洋