“新育种技术”带来新种类食物

以往研发大多数基因改造农作物的主要目的，是使农作物能抵受某些除草剂，并能抵御疾病和虫害，从而有利农民种植，或让消费者在健康及营养方面有更多得益。近年，科学家开始透过不同的基因工程技术改变植物的基因表达或基因组成，以引入一些植物作为新种类食物。

举例而言，科研人员利用基因静默技术，选择性地在棉花种子抑制有毒化合物生物合成过程中的一种酵素发生作用，研发出可食用棉籽。科研人员又对一些野生植物(例如野生的番茄和灯笼果)进行基因组编辑，使多个具理想特性的基因产生变异，从而把野生植物驯化为有利人工培植的品种，以供食用。这些都是近年开发的称为“新育种技术”的例子，下文会详加介绍。

可食用棉籽

棉籽含丰富油脂和蛋白质，但因含有一种名为棉酚的有毒化合物，不宜直接供人食用。棉酚是棉花植物天然产生的化学物质，用于防御虫害和病害。这种物质会损害人类的心脏和肝脏，并会抑制男性精子的生成和活动能力，导致不育。因此，棉籽虽然是提取棉纤维作纺织原料时大量产生的副产品，但由于含有棉酚，故用作生产食物的用途有限，例如绵籽只用于制造食油，因透过食油精炼的步骤可去除棉酚。

有见及此，科研人员寻找方法把棉籽中棉酚毒性的影响减低。最近，科研人员选择性地在棉花种子内，抑制棉酚与相关化合物生物合成过程中的一种酵素发生作用，从而研发出一种低棉酚棉籽。这种方法令种子的棉酚含量下降了97%，但不影响植株其他部分的棉酚和相关化合物的含量以保护植物免受昆虫和疾病侵害。这种低棉酚棉籽有望直接用于生产食物以供人食用，例如除用来炼制棉籽油，也可制成棉籽仁和脱脂棉籽粉，棉籽的用途和整体经济价值将随之提升。

美国食品及药物管理局在二零一九年十月完成对种子棉酚含量降低的棉花所作的评估，认为以这种棉花生产的食品除棉籽内的棉酚含量降低外，成分与市面其他以棉花制成的食品并无分别，并同样可安全食用。

驯化的番茄和灯笼果

野生植物往往由于本身一些特性，不利于作大规模农业生产用途，例如野生的番茄和灯笼果生长时不规则地伸展，而且果实细小，容易掉落地上。这些野生植物如不经过驯化过程，改良生长特性，实难于大量种植和收割，作粮食之用。

长期以来，人们以传统育种方式驯化野生植物，通常是以相关的物种进行杂交，选育出具理想特性的植物。然而，基因组在哪个位置发生变化未可准确得知，因此需经长时间培育和从杂交的植物后代中筛选出具优良特性的个体。近年，通过基因组编辑技术，已可直接使野生植物多个与有利人工培植的优良特性相关的基因，在同一时间发生变异，使驯化野生植物的过程在一代中迅速完成。

举例而言，科研人员已应用基因组编辑技术快速驯化能抵御细菌性斑点病及∕或耐盐的野生番茄为适合人工培植的品种。由于番茄是一种常见而重要的农作物，番茄的基因组已被深入研究。在这知识基础上，科研人员能够在相关的野生番茄品种中辨别出控制植物株型，以及植物开花结果和合成维他命C的基因，通过基因组编辑，在同一时间直接使这些基因产生变异。经驯化后的番茄植物具备不同有利人工培植的特性，例如株型更紧密、果实成熟时间大概一致、开花时间提前、维他命C含量增多，并且果实较大(见图)，因而可高密度种植，更易收割和更早收成，生成的番茄品质也更高。此外，这些驯化后的番茄仍保留野生番茄原来能抵御细菌性斑点病及∕或耐盐的特性，有利植物适应环境转变。

 

图：透过基因组编辑驯化野生番茄。驯化后的番茄植物生长更紧密，果实成熟时间大概一致，而且开花时间提前，维他命C含量更丰富，果实也较大，而野生番茄抵御细菌性斑点病及∕或耐盐的特性亦得以保留。

灯笼果是与番茄同科的野生植物，亦成功透过基因组编辑改良为有利人工培植的品种。灯笼果在遗传上与番茄相关，对于番茄基因组的知识亦可应用于灯笼果，以找出有利于人工种植的优良特性相关的基因，驯化灯笼果。科研人员在灯笼果中找出与植物株型，以及植物开花和果实大小有关的基因，通过基因组编辑，使这些基因同时发生变异。经改良的灯笼果植物不但长得更紧密，花量增多，而且每一根枝条可结出更多果实，果实也较大，因而种植和收割更加容易，也提升了灯笼果的品质。

当对其他农作物(如粟米、小麦和高粱)有利于人工培植的特性有所认识后，便有可能利用基因组编辑技术，把这些植物的野生品种及有基因关联而仍未被驯化的植物快速驯化，以提供新种类的食物。

引入更多新种类食物

新育种技术(如基因静默及基因组编辑)可精确和迅速地改变植物的基因表达或基因组合，使植物产生理想的特性，以便引入这些植物作为新种类食物。随着这些新育种技术广泛应用，很多仍未供人食用的植物，可望有一天成为食品，在市场上发售。