番邦之茄,西方之柿
番茄、洋柿、西紅柿,三個名字,一種蔬菜,一段歷史 。番茄原產南美洲,哥倫布發現美洲新大陸之后,番茄傳入歐洲,這是在明朝中期;到了明朝末期,番茄從歐洲傳入中國,它像茄子,中國人叫它番茄,意為番邦之茄,“番”為未開化族群,可見當時明朝仍以天朝自居;到了清朝末期,番茄種植漸多,它更像柿子,民間也叫它洋柿,一如洋芋、洋蔥、洋白菜之名,天朝情結不再,略有稀罕之意;民國以后,又叫它西紅柿,“西”即西方 。至今,三個名字共存,只有偏僻鄉村還叫洋柿 。
番茄是世界上面積最大、產量最大的蔬菜,因此,研究者眾,研究得最深入 。轉基因番茄1994年就有了,美國培育的 。這是一種延遲成熟的番茄,延遲成熟,并不是不變為紅色,而是變成紅色后緩慢變軟 。
常規品種的番茄,不耐存放,越放越熟,越熟越軟,直至爛掉 。人們以為這是自然而然的,從不究其原因 。卻原來,這是由于番茄的每一個細胞的細胞壁溶解了,細胞液便流動起來了,所以變軟 。
動物細胞沒有細胞壁,只有細胞膜,所以你的肉是軟的 。植物果實細胞都有細胞壁,一個個細胞的細胞壁呈網絡架構,起支撐作用,所以成長中的果實是硬的 。果實成熟時會慢慢變軟,是因為細胞壁被溶解了 。
番茄細胞的細胞壁,由兩種有機分子組成 。一種是果膠,這名字人皆熟悉,無需解釋 。另一種是多聚半乳糖,這名字陌生,需要分步驟解釋:先解釋“乳糖”,這是兩個分子合二為一的糖,牛奶里含有,人的十二指腸不能直接吸收,需要酶將其分解,有的人缺乏這種酶,喝牛奶就拉肚子;再解釋“半乳糖”,它是乳糖的一半,是單個分子的糖,像葡萄糖一樣,可以直接被十二指腸吸收;然后解釋“多聚半乳糖”,這是由十幾個、幾十個半乳糖分子聚合在一起形成的一個大分子,因為是大分子,所以細胞壁才結實 。
番茄里有一種酶,可以分解細胞壁的多聚半乳糖,細胞壁因此而溶解 。“一個基因一個酶”,這是分子遺傳學的定律,那么,知道了酶,就可以順藤摸瓜找到控制這種酶的基因 。若能改變基因,就可以減少這種酶,進而延緩細胞壁的溶解 。
若要改變基因,先要了解基因是怎樣控制酶的合成的 。任何酶,都是蛋白質,酶的合成就是蛋白質的合成 。合成途徑是這樣的:在細胞的細胞核里面,DNA的分子結構像一架很長很長的梯子,梯子的一格、兩格就是一個基因,那么這個基因就狀如一個“日”字;在細胞核之外的RNA,負責組織蛋白質的合成;這個RNA很小,比DNA小得多,只相當于DNA上的一個基因的左半拉,它正是由基因的左半拉轉錄而來的,基因的結構狀如“日”字,那么它的結構就狀如“E” 。
現在,我們把注意力集中在“日”字的右半拉,表示為“ ” 。右半拉的這個“ ”是閑置的,科學家把它叫做反義基因,理同反義詞 。反義基因“ ”的結構是清清楚楚的,那么就可以人工合成出來,然后把人工合成的反義基因“ ”轉入細胞核里的DNA上,于是反義基因“ ”便起反作用,在細胞核之外又轉錄了一個反義的RNA,反義RNA抵消了原來的RNA,于是,合成的蛋白質減少了99% 。對于番茄來說,就是溶解細胞壁的酶減少了99% 。細胞壁不被溶解,就延遲成熟,就不會變軟,就不會爛掉 。
以上說的是美國1994年培育的轉基因延熟番茄的基礎理論 。人們可能有所不知,我國科學家在1995年也培育出了轉基因延熟番茄,1996年農業部批準種植 。我國的轉基因延熟番茄利用的也是反義基因理論,但抑制的是乙烯的酶,減少了乙烯的合成 。
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