资料显示，人类从20世纪40年代起开始使用农药除虫除草，每年挽回农业总产量15%左右的损失。但是，长期大量农药的使用，使环境中的有害物质大大增加，危害到生态和人类，形成农药污染。据报道，农药利用率一般为10%，约90%残留在环境中，造成对环境的污染。 我国化学农药使用量世界第一 我国是农业大国，化学农药的使用量全球第一，据统计，我国每年农药使用面积达1.8亿公顷次，上世纪50年代以来使用的六六六达到400万吨、DDT50多万吨，受污染的农田1330万公顷。 基因工程菌：“吃”掉农药 如何降解或消除环境中的残留农药？由于天然微生物降解农药的效率较低且降解谱较窄，科学家们通过基因工程技术，研究出了能够降解化学农药的基因工程菌。 狭义解释，基因工程菌就是转入外源基因的细菌。通常转入的外源基因在细菌中要能正确表达生成相应的产物，具有特定的生物学功能。例如，常见的大肠杆菌并不具有降解化学农药的功能，如果我们将有机磷水解酶基因通过基因重组方法转入此大肠杆菌，表达后产生有机磷水解酶即可降解有机磷，这个转入了有机磷水解酶的大肠杆菌即为基因工程菌。 基因工程菌是否能够有效地解决农药残留问题，其降解过程中产生新的毒害物质该怎样处理，基因工程菌造成外源性基因外流怎么办？我国科学家研制成功的“有自杀控制功能可降解农药的环境安全型基因工程菌”，是否能够解决这些问题，专家一一给出了回答。 荧光标记：跟踪细菌 基因工程菌研究已经比较成熟，但出于对环境影响的担忧，具有生物活性的基因工程菌目前还主要是试验性和小范围应用。 虽然还没有研究显示基因工程菌会对人类产生什么有害影响，但已有证据表明转基因微生物释放到土壤中，可能会改变原有微生物系统的平衡。所以基因工程菌的使用范围被严格控制，稍微较大规模的应用也只是将被污染物集中到某个区域处理，而不是在原位降解。 基因工程菌带有外源性基因，而这种基因在使用中是严格限制的，即使国家允许的转基因生物在种植的时候也是限制区域的，就是为了防止外源性基因外流。 大规模使用基因工程菌是很多科学家的努力方向，而在这过程中，环境监测即跟踪细菌的扩散范围就成为重要环节。我们研制出来的带荧光标记的基因工程菌就解决了这一难题，如果检测到常见的微生物里有特定的荧光标记，那么就肯定是基因工程菌，这样就能通过监测对基因工程菌的流向有所掌握，在使用中限制其扩散范围，而不是任其无限繁殖。 DNA重组：让细菌“自杀” 由于基因工程菌可能影响环境中的土著菌，或带来其他方面的问题，人们希望它在完成任务后“自杀”。 狭义的自杀控制功能是专门针对基因工程菌而言的，就是可以通过人为的方式控制它的死亡。这个似乎听起来好像不是自杀而是他杀。所以我们通过基因工程技术，转入可以诱导表达的致死基因，在一定条件下让基因工程菌自杀死亡。 具体的说就是通过基因工程技术，将诱导自杀元件转入基因工程菌的细胞内，这一元件就是一个可控制的自杀系统，在一定条件下让细菌失去活性而死亡。 而“一定条件”可以是温度、化学条件等外部条件。在我们的研究中，这一条件指的是细菌生存环境里的化学物质。通俗来讲，改变某块水域或者土壤里某种化学物质的含量，完成降解任务后的基因工程菌的诱导自杀元件感应到这种变化就会“自杀”。而这种被选用的物质肯定是毒性很低、没有污染的。 基因工程菌“自杀”的最理想情况是，当它需降解的那种物质比如有机磷的浓度被降解到一定程度后，“自杀元件”能感应到这个浓度然后自杀，即其降解物有机磷本身就成为诱导其自杀的物质。 但这非常困难。首先，很难找到刚好能感应到有机磷的“自杀元件”，另外，被降解到什么程度就“自杀”，这个度也很难把握。但这是很多科学家努力的目标。 理论推断：可解决白色污染 这一技术并不仅仅应用于农药降解的基因工程菌，理论上看可以用于任何需要控制其死亡的微生物。若研制出某种可降解塑料的基因工程菌，也可以安装一个诱导自杀元件，这样就能解决控制白色污染基因工程菌的环境安全问题。 这一研究目前还主要停留在实验室水平，将来可能会针对某些被污染的土地或水体进行小规模试验，要达到实际应用水平尚需时日。 目前，基因工程菌还未被大规模使用。正如转基因食品一样，即使基因工程菌的安全问题得到解决，人们也可能出于观念原因而在实际使用时非常谨慎。（曹秀英） |
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