基因改造樹木,解決氣候變遷的新招數?

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圖片來源:Living Carbon Facebook

在美國喬治亞州南部一處低窪地帶,數名工人種植了一排排白楊樹,但這些不是普通的樹木,而是經過基因改造、生長在潮濕土壤中的白楊幼苗,可以製造成木材,同時吸收大氣中的二氧化碳。迄今為止,中國是唯一種植大量基因改造樹木的國家,白楊樹可能是美國首次在實驗室以外種植的基因改造樹木,研發過程中有何挑戰?

位於美國三藩市的生物科技公司 Living Carbon 研發出這種基因改造樹苗,作為對抗氣候變遷的解決方法。根據該公司去年一份尚未經同行評審的研究報告,經基因改良的白楊樹比未改良的樹生長速度快 50% 以上。在普遍情況下,植物進行光合作用,將陽光、水和二氧化碳變成糖和澱粉,但光合作用會產生一種有毒的副產品,植物必須耗費能量來處理之。

Living Carbon 研發的樹木,添加了 3 個基因以提高光合作用效率,包括來自南瓜和藻類的基因。在早期測試中,研究人員將這些基因引入含有特定細菌的樹木中,這種細菌可以將特定 DNA 片段整合到它感染的細胞,以增加每株植物吸收的二氧化碳量。做法啟發自伊利諾州研究人員在 2019 年改造煙草(Nicotiana tabacum)的案例,當中添加了來自南瓜和藻類的基因,令煙草幼苗將毒素轉化為更多糖分,從而使植物體型增加近 40%。

對於這些新種植的白楊樹,Living Carbon 團隊採用了一種更古老、稱為「基因槍」的技術,將外來基因注入樹木染色體中。基因槍改造的白楊樹可以避過一套限制轉基因生物的聯邦法規,這些法規往往會使生物技術項目停滯多年。

在喬治亞州松樹帶(pine belt)管理超過 2.5 萬英畝森林的第 7 代農民 Vince Stanley 表示,與生長迅速的松樹相比,生長在窪地的這些闊葉樹成長速度非常緩慢,擁有者一生或只能砍伐一次,他希望 Living Carbon 培育的樹苗能夠快速長成,讓農民更快賺錢,達到雙贏局面。公司行政總裁 Maddie Hall 預計,到 2024 年中將種植 400 萬至 500 萬棵樹。

不過外間也有反對聲音,環保組織質疑該公司培育的樹木對森林構成威脅,從而危害氣候,並認為美國聯邦政府允許該公司避過監管。要在野外種植大量改造樹木,需要更加了解其對生態系統帶來的潛在風險。