改变游戏规则的转基因作物终于在尼日利亚种植

去年7月，尼日利亚自给自足的农民首次种植了一种新的转基因豇豆品种，这有望加强2亿多尼日利亚人的粮食安全。

这是在2019年12月当时，尼日利亚成为世界上第一个批准转基因豇豆商业化的国家。

富含蛋白质的豇豆，通常被称为“穷人的肉”，是该国的主食豆类。这个新品种花了一个由非洲和国际爱好者组成的团队40年的时间来开发:20年通过传统育种来改善它的性状，另外20年利用基因工程来培养对破坏性Maruca荚虫的抗性。

尼日利亚北部Ahmadu Bello大学的遗传学家和豇豆育种家Mohammad Ishiyaku说，这个新品种对农民来说是一个游戏规则改变者。

“供不应求，”他说。

农民家庭组成约70%大多数人生活在半英亩(约2000平方米)的土地上，他们在那里种植高粱、小米、木薯、山药、大蕉，最重要的是豇豆。大多数家庭每天食用豇豆，要么煮熟并与米饭一起食用，要么发酵并在油中烹饪，以提供一种名为akara的当地美食。秸秆也是牲畜的营养饲料，任何额外收获都可以在当地市场上带来现金。

但是农民种植的是摆在餐桌上的，当他们的作物歉收时，他们的家庭就会挨饿。一些9100万人被认为有危险;大多数人买不起化肥和化学药品，没有灌溉和电力，而且由于气候变化和冲突，生活在最近几年变得更加艰难。

研究人员希望转基因豇豆不仅能提高粮食安全，还能帮助农民家庭摆脱贫困。据Ishiyaku估计，通过减少农药支出和提高产量，这种作物可以使农民的收入增加近30%。

新的品种也应该有助于该国的银行平衡。虽然尼日利亚是世界上最大的豇豆生产国，但它仍然需要进口500000吨每年。

转基因豇豆的漫漫长路

豇豆是一种耐寒的豆类植物，很好地适应了热带大草原的干燥条件和贫瘠的土壤。但是，尽管它在农民之间代代相传，却被大幅提高大米、玉米或小麦等主要作物产量的育种项目抛在了后面。

改进豇豆长期以来一直是尼日利亚植物育种家的圣杯。

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他们的旅程始于1979年，当时植物育种家B B Singh加入了尼日利亚的国际热带农业研究所。辛格被称为“大豆先生”，因为他在美国培育了高产大豆品种，并将其引入印度。在尼日利亚，他很快就成了“豇豆先生”。

就像一个赛马饲养员一样，辛格评价了来自世界各地的15000种豇豆的性状，运用他的艺术来混合和匹配所需的性状。当他开始种植各种各样的豇豆时，它们沿着地面蔓生，占用了宝贵的空间，花了5个月的时间使豆荚成熟。16年后，他的“赛马”品种直立生长，这样更多的马就可以挤进农民的田里了。它们的成熟时间被缩短到两个月，以确保在季节性降雨不足的情况下收获，这种情况越来越常见。最重要的是，他培育了对蓟马、蚜虫、鹿蹄草和striga(一种漂亮的粉红色寄生杂草)有抵抗力的植物。

经过16年的努力，辛格将温室豇豆的产量从每公顷0.2吨提高到每公顷2吨以上。

但在田野里，这些收获可能会被一种棕色和白色的小飞蛾——Maruca，它的毛虫通常会吃掉20%到80%的作物。

对于顽固的豇豆种植者来说，这是战斗的号令。

唯一的武器是在生长期喷洒多达8次农药。但是，除了对每天仅1.5美元的农民来说过于昂贵之外，喷洒农药对那些不熟悉农药使用和缺乏防护装备的人来说也是危险的。

辛格知道土壤中的细菌苏云金杆菌为马鲁卡问题提供了有机的解决方案。当这种细菌感染毛虫时，它会杀死它们，因为它的一个基因会在毛虫的胃里钻一个洞。有机种植的农民将这种细菌汤直接喷洒到作物上。它对生态友好，因为蜜蜂和其他昆虫不受影响。但喷雾剂没有达到豌豆荚里的毛毛虫。最有效的方法是通过基因工程为植物提供一种内置的细菌蛀肠基因。

这种细菌基因，通常被称为Bt，已经成功地移植到大豆、玉米和棉花上，但在豇豆上的成功一直是难以捉摸的。辛格在马鲁卡战争中的战友、印第安纳州普渡大学的昆虫学家拉里·默多克(Larry Murdock)已经尝试了多年。但是默多克认识一位来自澳大利亚国家研究机构CSIRO的科学家，他可能会成功。“希金斯是我的秘密武器，”他说。2001年，默多克在塞内加尔安排了一次会议，并邀请了希金斯作为主讲人。

希金斯因利用基因工程改良豆科作物以造福绵羊而闻名。希金斯不知道被授予主旨演讲者的荣誉的原因，他以改进牲畜饲料的壮举取悦了他的听众。他的听众特别不为所动。当他们要求希金斯努力改善“穷人的肉”时，希金斯这个爱尔兰贫农的儿子无法拒绝。

他承担了将细菌基因导入豇豆的艰巨任务。它依赖于劫持另一种土壤细菌的操作，根癌土壤杆菌,它会在植物根部周围形成粗糙的肿瘤。它通过将自己的DNA偷偷地植入植物细胞，将它们变成生产它喜欢的营养物质的工厂。

但是,尽管农杆菌属它容易感染玫瑰和果树，对谷物和豆科植物几乎没有兴趣。要感染它们需要组织培养。这意味着将植物组织切碎成细胞团，在混合农杆菌属选择那些已经吸收了细菌基因的植物细胞，然后试图从这些细胞中生成一个完整的植物。

这个过程的每一步都是“命中注定”的，成功往往很难复制。

像美国农业和化工公司孟山都(2018年被德国拜耳公司收购)这样的大公司最终在大豆、棉花、油菜和玉米上取得了成功——利润证明了巨额投资是合理的。

但希金斯是一名公共部门的科学家——他的日常工作是CSIRO植物工业的副主任——他的预算很有限。

起初，这只是夜间活动。虽然CSIRO为非洲事业分配了空间和基础设施，但希金斯不得不从洛克菲勒基金会和美国国际开发署获得拨款，以资助人力和物资。

到2006年，这个团队做到了他们的第一个成功说服不情愿的豇豆接受新的基因根癌土壤杆菌．这是一个缓慢的探索——只有一千分之一的幼苗接受了新基因。

到2009年，尼日利亚科学家在Ahmadu Bello大学实地测试转基因植物。与非转基因植物相比，它们对Maruca的保护程度很高。

工厂已经准备好了，但公众还没有

希金的实验室花了十年时间开发转基因豇豆。开展必要的安全研究——以及通过尼日利亚的生物安全监管——是另一项任务。

在大多数非洲和亚洲国家，由反转基因组织领导的运动阻止了转基因作物获得批准。尽管世界食品安全监管机构进行了30多年的测试，一直发现食用玉米、大豆、大米或木瓜等转基因作物与食用传统作物一样安全，但情况还是如此。

可以说，由于需要严格的测试，转基因作物更安全。转基因产品必须测试潜在的过敏或炎症效应。但是，尽管传统养殖或有机养殖可以生产出对健康有害的食品，但它们都没有受到同样高的安全测试标准的限制。

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密苏里州圣路易斯市唐纳德·丹福斯植物科学中心的非营利性国际作物改良研究所负责人唐·麦肯兹解释说，测试转基因食品是基于常识的方法。该研究所参与了转基因豇豆的测试。

MacKenzie用一个简单的问题来说明食品安全测试的基本逻辑:“是否有关于大米安全性的研究?”

(没有)。

“不可能证明绝对安全，”麦肯齐说。“你所能做的就是证明转基因食品和我们长期以来熟悉的食品一样安全。

“我们的使命是尽我们所能缩短将安全技术交付小农手中所需的时间。世界上饥饿人口的数量正在上升。”

测试的重点是传统品种和转基因版本之间的已知差异。这些差异是引入基因的蛋白质产物。测试转基因植物对人类或动物健康的影响，以及它们在田间的表现，以观察植入的基因是否会影响植物的生长。也有生态测试，以评估一种转基因植物是否可能与另一个品种杂交产生超级杂草，或取代野生品种减少生物多样性的风险。

希金斯小组生产的转基因豇豆品种通过了所有这些测试。他们表明，在豇豆中插入外源基因不会导致有毒或过敏效应。这些基因也没有改变植物的生长或营养成分。对其他作物(包括那些有机种植的)进行的数百项研究证实了人类和动物食用Bt蛋白的安全性。最后，试验表明转基因植物不太可能杂交。作为一种自花传粉者，豇豆将自己的基因保留在自己身上。

最后，经过10年的测试，尼日利亚于2019年12月成为第一个批准转基因豇豆商业化的国家。

未来的豇豆

去年，这种种子(商品名SAMPEA 20-T)已经由三名经过认证的当地种植者成倍增加，并销售给全国各地的农民。

“成本与传统品种相当，”石屋说。

农民可以自由地重新缝制他们的种子，就像他们对传统品种所做的那样。

Ishiyaku说，今年7月底，几乎所有转基因豇豆的库存都已经耗尽，农民们都在叫嚷着要更多。

他说:“他们对在北部和西南部看到的有计划的示威活动感到兴奋。”

正在制定增加下一季种子供应的计划。

改良的种子可以真正改变自给自足的农民，正如亚洲在20世纪70年代的绿色革命期间所做的那样，高产的小麦和水稻品种使数百万人摆脱了贫困。

根据最近的一项调查估计在美国，如果15-45%的农民使用转基因豇豆，尼日利亚的生产者和消费者将在25年内获得3.5亿美元(4.8亿澳元)。如果在尼日利亚、尼日尔和贝宁采用100%，这三个国家每年将至少获得8.4亿美元(11.5亿澳元)的收益。

对于豇豆科学家来说，这是他们的梦想。但它尚未完成。

B·B·辛格(B B Singh)继续他的研究工作，改进豇豆的性状，把他的时间分别花在德克萨斯农工大学和印度北部的G·B·潘特大学。

与此同时，希金斯正在进行升级，以加强豇豆与Maruca的战斗。

植物和害虫之间的“军备竞赛”永无止尽，Maruca可能迟早会在豇豆中培育出对Bt基因的抗性。

希金斯的接班人，CSIRO豇豆项目的Jose Barrero，现在正在领导一项努力，为豇豆装备两种不同类型的Bt抗性基因——这将是Maruca更难克服的障碍。

“我们在疯狂地工作，”希金斯说。他预计再过5年就能完工。

然后，这位77岁的老人说，“我就可以退休了。”