在吉隆坡附近的猎户座生物科学实验室里，为了让别人听到自己的声音，内森·莱基几乎要喊出来，盖过了机器的嗡嗡声。其中一个噪音来源，也是莱基引以为豪的，是一个微波炉大小的机器人组装机，它正在将塑料小部件拼装在一起，并用激光蚀刻上序列号。这些设备是叶片冲孔器，将运往印度尼西亚、马来西亚和缅甸。莱基是一位美国生物化学家，也是猎户座的首席执行官，他希望这些设备能够帮助彻底改变一个备受诟病的产业。
棕榈油是一种通常会让人联想到大规模森林砍伐、侵犯人权和猩猩死亡的商品。在印度尼西亚和马来西亚，全球约85%的棕榈油产自这里，超过1600万公顷的土地——热带雨林、泥炭沼泽和旧橡胶种植园——已被油棕占据，而且该行业没有放缓的迹象。
尽管声名狼藉，但油棕是世界上最高产的油料作物。目前，油菜籽（卡诺拉）每公顷的产油量仅为油棕的六分之一左右，大豆仅为十分之一。但是，油棕种植园的产量仍然没有达到它们应有的水平。
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主要问题是，遗传和表观遗传变量会导致一些棕榈树产量不足。而且由于油棕成熟缓慢，种植者通常在三到四年内都不知道他们种植的树木会成为明星品种还是毫无价值的木材。
这就是猎户座的作用所在。当发送到东南亚各地的叶片冲孔器返回时，猎户座的技术人员会处理其中的绿色圆盘，并向种植者发送关于其幼苗质量的报告。莱基预测，如果大规模采用该测试，该行业每年可以增加约40亿美元的收入。而且，重要的是，它可以在不扩大种植园的情况下实现这一目标。“我们可以在相同面积的土地上获得更多的石油——这可能有助于减轻森林砍伐的压力，”莱基说。
科学家们赞赏猎户座试图将数十年的油棕遗传学研究应用于整个行业。但是，该公司宏伟的计划并非注定会取得成果。其努力正受到监管不力、政治腐败和巨大惯性的威胁，尤其是在生产全球约40%棕榈油的小农户中。“除非您还拥有更好的国家体系来提供资金、培训和技术援助，否则科学将无法发挥其应有的影响，”巴拿马城联合国开发计划署绿色商品计划全球主管安德鲁·博瓦尼克说。一些专家甚至担心，提高树木的生产力可能会弊大于利。
好外壳，坏因果
油棕种植园覆盖了吉隆坡北部、东部和南部的景观。从上方看，它们整洁而郁郁葱葱，但在地面上，它们泥泞、多山，与猎户座实验室的高科技无菌环境相去甚远。工人们在树丛中艰难跋涉，将末端带有镰刀的长杆吊入树冠中，以取下带刺的果实串。然后将果串运到主要道路上，以便卡车可以装载并运往磨坊。
切开一个高尔夫球大小的果实，露出橙色的外果肉，它产生用于烹饪和加工食品的油，然后是棕色的外壳，它将外果肉与白色的棕榈仁分开。棕榈仁油通常用于化妆品、肥皂和洗涤剂。
尽管植物看起来大体相同，但种植者知道有三种类型的种子，它们产生的油量差异很大：杜拉（dura）、披丝费拉（pisifera）和特内拉（tenera）。杜拉种子产生厚壳果实，含油量少。披丝费拉种子在发育过程中容易中止，但当它们确实产生果实的时候，它们通常没有外壳。特内拉种子是披丝费拉和杜拉的杂交品种，产生漂亮的薄壳和丰富的油脂。控制外壳厚度的基因，创造性地命名为SHELL，是猎户座、纽约冷泉港实验室和马来西亚棕榈油委员会 (MPOB) 的研究人员于 2013 年发现的，MPOB 是一个位于吉隆坡附近的政府研究机构。
传统上，植物育种家通过从雄性披丝费拉树上采集花粉并将其与雌性杜拉的花朵杂交来产生特内拉种子。种子成熟后可以在九个月后发芽。幼苗需要在苗圃中度过一年，然后才能种植在田间，而且树木在 3-4 年内不会开始结果；它们可以在接下来的 20-30 年内保持生产力。
来源：自然，2017年3月15日，doi:10.1038/543306a
育种非常耗时，而且并不总是能产生最好的种子。因此，在 20 世纪 70 年代，科学家们转向克隆。研究人员意识到，他们可以切开产量最高的树木的树干顶部，提取干细胞，并在实验室培养皿中培养数千个克隆。起初，克隆有助于提高种植园的石油产量，但在 1977 年，一些奇怪的事情开始发生。
当时，陈业宝（Tan Yap Pau）是联合种植园（一家位于马来西亚的丹麦棕榈油公司）的植物育种家和研究员。现场助手开始注意到，在克隆的土地上形成了非典型的果实，并将它们带给了陈。果实呈锯齿状、畸形且呈郁金香形。陈从他的研究中得知，幼苗在培养中可能会异常发育，但他将这些畸形的果实视为不祥之兆。尽管在基因上与高产植物相同，但许多“披风状”果实根本没有产油。
解开这个谜团花了将近 40 年的时间。2015 年，马来西亚棕榈油委员会 (MPOB) 的植物生物技术专家梅利娜·翁-阿卜杜拉（Meilina Ong-Abdullah），也是陈的侄女，找到了罪魁祸首。她和她的同事发现了一个名为Karma的可移动 DNA 片段，称为转座子，它插入到一个名为DEFICIENS的正常油棕果实发育的重要基因的中间。细胞可以通过将甲基基团连接到转座子上来沉默转座子。当Karma高度甲基化时（科学家称之为Good Karma），果实正常发育。但是，低甲基化——Bad Karma——会导致披风状果实。
除了选择具有Good Karma的特内拉种子外，植物中还有其他可以挖掘的性状进行优化。马来西亚棕榈油委员会 (MPOB) 的植物育种家拉贾奈杜·努基亚 (Rajanaidu Nookiah) 花了 30 多年的时间环游世界，以了解油棕的自然变异。他收集了超过 110,000 株油棕幼苗，这是世界上最大的藏品。
他的标本包含许多植物育种家希望在油棕树中看到的性状。据马来西亚最大的棕榈油公司之一森那美称，理想的树不仅产量高，而且树木也比较矮，这样更容易触及果柄。果柄本身会更长，因此更容易切割。树木将更具抗病性。而且果实将含有更多的胡萝卜素和碘，因此该油对消费者来说可能更健康。
冲上去
莱基表示，仅能够查看SHELL和Karma就可以对该行业产生巨大影响。理论上，种植者每年可以从一公顷油棕中榨取多达 18 吨的石油，但目前平均每年仅获得约 4 吨。小农户的表现通常最差。由于没有内部研究设施来帮助育种和识别最佳植物，他们每公顷产生的石油量约为大型种植园的一半。
来源：自然，2017年3月15日，doi:10.1038/543306a；资料来源：美国农业部
莱基希望猎户座销售的叶片冲孔工具能够使小农户受益。每个树木约 4 美元，猎户座可以筛选出具有Good Karma的杂交特内拉棕榈树，并帮助农场和苗圃在投入过多时间和资源之前剔除低产植物。该公司还希望加入其他基因，例如一种使果实在成熟时颜色变化更加明显的基因变体。这可以减少收获未成熟果实的可能性。
但是，接触小农户可能很困难。他们通常是独立的，或者是一些合作社的一部分，在这种情况下，他们会从附近的合作社获得种植材料和帮助。在马来西亚，独立的小农户从值得信赖的油棕育种者那里获得由马来西亚棕榈油委员会 (MPOB) 验证过的种植材料，但在印度尼西亚，不存在这种质量控制层。据联合国开发计划署在雅加达的可持续棕榈油倡议项目国家项目经理特里·维德贾扬蒂 (Tri Widjayanti) 称，印度尼西亚的许多独立小农户缺乏获得最佳植物的资源。
如果农民无法进入苗圃或没有足够的资金购买高质量的种子，他们可能只会种植从他们的树上掉下来的东西。高产特内拉杂交品种的后代只有大约一半的时间会产生高产后代。研究人员发现，非特内拉棕榈树约占马来西亚小农户种植材料的 11%。
但这不仅仅是关于种子的问题。许多农民买不起优质化肥，更不用说掌握最佳的耕作方法了。“这些小农户不一定需要基因更好的种子，”自2010年以来一直在印度尼西亚工作的博瓦尼克说。此外，小农户没有动力种植产量最高的树木，因为他们通常是按公斤出售水果的。一些农民已经了解到，带壳的水果会在夜间吸收水分并增加重量。他们利用这一事实来获取经济利益。
“小农户知道污染，但他们不在乎，”莱基说。他补充说，一些磨坊开始评估水果的质量而不是重量。这可能会改变激励机制。但其他人则怀疑任何技术实际上可以改变棕榈油的破坏性声誉。“目前的基础体系无法提供零毁林棕榈油，”沙巴永续组织执行主任辛西娅·昂说，该组织是一个专注于马来西亚婆罗洲环境问题的非政府组织。“当我们进入田野或举办研讨会时，村民们会说，‘我想把我剩下的所有雨林土地都用来种植油棕’。”对于这些村民来说，棕榈油似乎是从土地上赚钱的最简单方式。
在印度尼西亚和马来西亚的一些地区，国际投资者、公司和地方官员的经济和政治议程也可能会阻碍猎户座的努力。雅加达的非营利组织贝兰塔拉基金会首席执行官阿古斯·萨里表示，执法不力是一项重大挑战。大型种植园会贿赂地方官员以获得额外的土地所有权，使得其他人难以合法获得。根据昂的说法，马来西亚的情况也是如此。
尽管科学家可能认为提高产量的技术会减少清理更多土地的压力，但其他人预测情况恰恰相反。提高效率的技术进步可能会增加棕榈油的盈利能力，使其对开发商更具吸引力。地球之友国际森林项目主任杰夫·科南特说：“提高产量的进步必须伴随更严格的监管和对可或应该用于种植棕榈油的土地数量的法律限制。”地球之友是一个位于加利福尼亚州旧金山的环境正义组织。
改革该行业需要广泛的支持，并且有迹象表明这种情况正在开始。2004年，行业成员成立了可持续棕榈油圆桌会议（RSPO），该会议为符合标准的生产商制定了实践标准和标签。但该小组收到了大量关于其成员不合规的投诉。一家马来西亚公司IOI集团的资格在去年4月被暂停，然后在8月恢复，导致一些人质疑RSPO标签的可信度。RSPO首席执行官达雷尔·韦伯承认，还有改进的空间。“我们提供解决方案的唯一方法是其他人向我们提供反馈。”
尽管面临挑战，莱基仍未受挫。回到嘈杂的实验室空间，技术人员正在分析样品——每天超过1000个。莱基希望很快开始向非洲、南美洲和泰国发送样本，并每年分析多达1000万个样本。驱动他和与他合作的其他科学家的一部分原因是，他们知道对棕榈油的需求正在上升，即使种植棕榈油的土地正在减少。与2000年全球对棕榈油的需求相比，预计到2030年需求将翻一番，到2050年将增加两倍。
马来西亚棕榈油局（MPOB）高级生物技术和育种中心的前主任、生物化学家拉维加·桑班塔穆尔蒂说：“我看不出有任何其他作物可以满足世界的需求。”“我们没有更多的土地可以开垦，所以我们别无选择，只能让油棕更具生产力。”
本文经许可转载，并于2017年3月15日首次发表。