自从沃森和克里克在1953年首次揭示我们遗传密码的双螺旋结构以来，科学家们已经获得了对几乎所有生物进行基因改造的能力。毫不奇怪，考虑到它们的人道主义和经济重要性，许多这样的改造都是针对农作物的。
许多作物正在被重新设计，以抵抗疾病、干旱和害虫。科学家们希望通过提高产量和减少浪费来改善粮食安全，特别是在面对气候变化的情况下，但其他研究人员计划从不那么明显的根源：营养不良入手来解决粮食安全问题。
在满足全球粮食安全需求方面，事实证明，更好地利用资源的一种方法是生产更有营养的作物。
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澳大利亚昆士兰科技大学热带作物和生物商品中心主任詹姆斯·戴尔说：“长期以来，我们一直依靠补充剂来对抗营养不良。但历史表明，总有一部分人群是补充剂无法触及的。”
国际农业研究协商小组运行的挑战项目 HarvestPlus 的营养主管埃里克·博伊博士说，通常，补充剂会添加到加工食品中或作为胶囊出售，这对于目标人群来说是不现实的。
他说，解决这个问题的一种方法可能在于通过生物强化对许多主食作物进行基因改造，这是一种可以实际改变植物营养成分的过程。
博伊说：“大自然可以做到这一点；传统的选择育种等方法也可以做到。但是，当大自然不给予时，我们可以用肥料等物质来操作作物，或者使用转基因技术，将来自一种生物的孤立基因添加到另一种生物中，就像戴尔所做的那样。”
2005年，在比尔和梅琳达·盖茨基金会的支持下，戴尔开始尝试将β-胡萝卜素（人体用来产生维生素A的一种营养素）添加到乌干达饮食中的主食东非高地烹饪香蕉中。
戴尔说：“这最终可能会让我们接触到这部分人群。所以我认为值得一试。”
今年6月，戴尔的香蕉取得了重要的里程碑，获得了在美国开始人体试验的批准，并在此过程中获得了一个朗朗上口的新名称：超级香蕉。虽然超级香蕉的命运尚未确定，但已知的是这些香蕉是如何变得超级的。
戴尔说：“首先，所选择的作物必须被足够多的人以足够大的量食用，才能在营养上产生影响。”
从这个意义上说，选择将这项技术应用于哪种植物真的不需要动脑筋，戴尔说。
香蕉：乌干达的土豆
乌干达人喜欢香蕉。事实上，许多人每天从香蕉中摄取 30% 的热量，每天吃 3 到 11 根香蕉，或每年约 500 到 800 磅。消费数据也大致适用于乌干达的邻国，尽管程度较轻。
该国存在数百种不同的香蕉品种，它们以多种方式收获和食用，包括炖、烤和磨成面粉储存或用作淀粉基料。虽然酿造形式的香蕉被提炼成酒精，但烹饪用香蕉占每日消费水果的大部分。
戴尔说：“香蕉对乌干达人来说就像土豆对美国人或大米对东亚国家一样。每种文化都有一种主食淀粉作物，而在乌干达，这种作物就是香蕉。”
加拿大达尔豪斯大学的国际发展研究副教授马修·施努尔一直在研究转基因作物的社会方面，他说香蕉在乌干达不仅仅是一种主食；它们是文化结构的一部分。
他说：“乌干达语中食物的词实际上与用炖香蕉制成的传统食物 matooke 的词相同。” 施努尔说，因此，水果本身的物理属性对乌干达人来说尤其重要，因此改变水果可能会产生社会后果。
施努尔说：“例如，当 matooke 准备妥当时，它会呈现出某种黄色。如果你是一个为丈夫准备颜色或质地不正确的 matooke 的女人，你可能会挨打。”
香蕉在乌干达生活中扮演的复杂角色也部分导致了该国的高营养不良率。
不完美的食物
过分依赖任何一种食物几乎必然会导致维生素和矿物质缺乏，这意味着乌干达对香蕉的依赖在营养方面是有问题的。
博伊说：“这当然不是乌干达或发展中国家独有的。我们对农业的看法与我们旨在满足粮食安全和营养的方式之间存在脱节。在农业中，我们只关注产量，而不考虑营养。这使得世界各地的饮食越来越不均衡。”
维生素 A 缺乏症在东非国家尤其常见。戴尔说：“大约 15% 到 30% 的乌干达 5 岁以下人口和育龄妇女患有缺乏症。这些是发展中国家相当典型的统计数据。”
全球每年有 60 万到 250 万儿童死亡，另有 30 万例失明病例，归因于缺乏这种维生素，因此寻找将维生素插入主食的方法已经变得很流行。
但当谈到维生素 A 时，这并非易事。高水平实际上会对身体产生毒性，而且由于无法控制人们的摄入量，因此实际上没有安全的方法直接将维生素 A 添加到食品中。
相反，戴尔决定寻找一种携带高水平维生素原 A 或 β-胡萝卜素的基因，肝脏会根据需要将其转化为维生素。
戴尔说，虽然这种水果富含钾和相当多的蛋白质，但它像所有食物一样是不完美的。然而，由于人为干预，香蕉在遗传学方面尤其不完美。
寻找超级基因
与人类（二倍体，意味着我们每条染色体都有两组，除了我们的性染色体）不同，香蕉是三倍体。每条染色体有三组而不是两组会使植物不育，但也可以食用。
在野外，香蕉像人类一样是二倍体，但当可育时，它们会产生充满硬籽且果肉很少的水果。随着时间的推移，野生类型被选择和培育为三倍体，但这种动态也阻止了香蕉的基因进化。
如果没有合适的种子，水果必须通过嫁接来克隆，这意味着每一株新的香蕉植物都是其亲本的克隆。基因既没有引入也没有从香蕉种群中移除，这大大降低了植物的多样性，使其极易受到疾病的侵害。
戴尔说：“我们很久没有摆弄香蕉的基因了。我们认为现在是时候了。”
看着仍然存在的野生类型，戴尔寻找来自另一种香蕉品种的基因，将其编织到东非高地烹饪香蕉中。他发现，有些香蕉实际上在野外本身就非常棒。
香蕉天然含有β-胡萝卜素，就像许多其他水果和蔬菜（如胡萝卜）一样。而且它们在人群中并不难挑选，因为维生素原会赋予独特的亮橙色。
戴尔最终在巴布亚新几内亚找到了他的基因，那里的水果“富含β-胡萝卜素，它们实际上是亮橙色的，但也不好吃。”
他很快指出，尽管该基因被添加到他的超级香蕉中，但对于香蕉家族来说，这并不是一个新基因。“我们分离出来并放入我们的超级香蕉中的这个基因是一个香蕉基因，而且它一直都是，”戴尔说。“我们只是减弱了它的影响。”
由于添加了β-胡萝卜素，戴尔的香蕉将具有大约是传统香蕉 10 倍的维生素 A 潜力，但为了使这些新香蕉真正值得拥有它们的称号，它们首先必须被它们的目标受众采用。这就是科学开始在故事中退居二线的地方。
转基因食品仍被禁止商业销售
从疾病到政治的许多问题威胁着戴尔的超级香蕉的成功。大约 15 年前从埃塞俄比亚进入该国的持续性枯萎病菌株继续破坏该国的香蕉作物，尽管多次尝试生产抗病版本的香蕉，但迄今为止努力收效甚微。
气候变化也笼罩着非洲大陆的农业，对营养需求构成广泛压力。根据政府间气候变化专门委员会的说法，气温升高和降水变化很可能会降低非洲许多地区谷类作物的生产力，并可能降低东非低地地区的香蕉和车前草的产量。
在非洲，“粮食供应可能会受到气候对作物和牲畜的直接影响的威胁，例如洪水、干旱、降雨的时间和数量变化以及高温，或者通过更频繁的强风暴造成土壤侵蚀加剧，或者通过因气温升高和气候条件的其他变化导致作物和牲畜的病虫害压力增加而间接威胁，”IPCC 在今年的报告中说。
在乌干达，还有其他压力。转基因作物尚未获得在该国商业销售的批准，戴尔和施努尔称这种情况很棘手。
戴尔停顿了一下，然后笑着说：“每次选举，都会有新的政府，法案又回到起点。我们觉得我们陷入了一个循环。我们需要生物安全和商业销售法案来发布香蕉，但我们可能需要在法案通过之前准备好香蕉发布。”
虽然测试作物是合法的，但如果没有实际销售水果的途径，农民不太可能被说服改种新品种香蕉。施努尔说：“我上次听到有关该法案的消息是在去年 11 月。”
然后是公众的接受程度。施努尔最近对该国的小农户进行了数百次访谈，请他们评估他们希望在像东非高地烹饪香蕉这样的主食作物中看到哪种改进。
他说：“当我们询问农民最希望改善作物的哪种特性时，他们始终选择营养之前的几乎所有其他特性。”
施努尔说，这让他怀疑像戴尔这样的项目是否真的达到了增加粮食安全的目标。
但博伊说，农民的这种偏好是农业和营养研究之间不平衡关系的副产品。
“我们可以通过在为高产而培育的作物中添加营养益处来对抗这种情况。这样，当农民看到他们的邻居种植快速生长的作物时，他们会说，‘嘿，我也想要一些。’”
但这种逻辑并非总是成立，施努尔说。要看到这方面的证据，只需看看 21 世纪初引入的斐济香蕉品种。它产量巨大，因此研究人员迅速将该物种移植到东非国家，但该项目从未取得成功。
“人们只是讨厌它，”施努尔说。“颜色、质地，人们都拒绝它。现在，该地区几乎没有人种植或食用斐济香蕉。”
超级香蕉 2.0？
戴尔表示，他们已经考虑了许多（如果不是全部）这些因素。正如他们考虑身体会吸收多少维生素一样，戴尔的团队也研究了将超级性状添加到香蕉中产生的文化影响。
“我们的研究表明，颜色变化应该几乎可以忽略不计，并且没有真正的质地变化，”戴尔说。“当捣成泥或在田野中看到时，它应该是无法辨认的。”
虽然没有人能够准确预测乌干达人是否会欢迎这种新香蕉，但超级香蕉的支持者们持乐观态度。
戴尔目前正在与国内外许多其他项目合作，最终将抗旱、抗虫、抗病、高产且富含β-胡萝卜素的香蕉编织在一起，这可以被称为超级香蕉 2.0。如果这种香蕉将农民的产量利益与营养需求相结合，它可能名副其实，有助于节省资源并减少浪费。
他说，对于超级香蕉的环境影响也存在较少的争议。超级香蕉无法与野生品种混合或传播其基因。
“这真的消除了许多人对转基因作物所担心的基因污染的担忧，”施努尔说。
戴尔说，超级香蕉的成功可能会为乌干达以及其他效仿的非洲国家打开许多其他转基因作物的大门。
施努尔说，这可能会对全球的转基因辩论产生更大的影响。“这将意味着欧盟是世界上唯一仍然抵制这类作物的真正地区，”他说。
分析人士表示，改善乌干达及其邻国的健康和粮食安全还可以减少对食物或营养补充剂的援助需求，从而为其他项目释放国家和国际资金。
但或许衡量超级香蕉的成功不能用直接或个人的结果来衡量。
由于非洲注定要承担未来世界人口的大部分粮食需求，戴尔的项目在该地区肯定不是唯一的，但其命运可能会影响其他倡议。
“我们也在免费提供这项技术；我们鼓励任何人采用它并使用它或在其基础上发展，”戴尔说。这意味着超级香蕉不像种子绑定的作物，永远不会受到种子经销商等中间人的束缚或控制。
“如果我们设法实现这一目标，就像大多数技术一样，下一个项目将更容易、更便宜，从而使生物强化成为更多人和更多作物的选择，”戴尔反思道。
“这肯定会对粮食安全和营养产生一些积极影响，不仅在乌干达，而且在全世界，”戴尔说。“它必须这样。”
记者克里斯特·马歇尔参与报道。
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