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玉米是谁发现的?

王朝干货·作者佚名  2011-11-30
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印第安!

1493年,哥伦布从美洲加勒比海地区取得了一种基因修饰(GM)的粮食作物,并把它带回了欧洲。

这种后来遍及了世界各地的作物就是玉米。如今,玉米是世界产量最多的粮食作物之一,它的颗粒可以作为人类的食物,茎、叶等可以供牲畜食用,胚乳可以提取油料。近年来,人们还尝试使用玉米酿制乙醇,从而作为替代和补充汽油的燃料。

这样一种重要作物,完全是自然送给人类的礼物吗?其实不是。如果没有人类的播种和管理,玉米作为一种天然作物在自然界其实并没有太多的生存优势。

生物学家一直在思考玉米起源的问题。最先进入生物学家视野的是墨西哥的野草,名叫墨西哥假蜀黍(Teosinte)。生物学家在很晚的时候才注意到假蜀黍和玉米的亲缘关系。19世纪末,墨西哥农学家首次人工培育出了假蜀黍和玉米的杂交品种。而且,自然界中也有一种和这种杂交植物相似的品种。这一发现引起了生物学家的兴趣,它意味着研究假蜀黍可能有助于弄清楚玉米的起源。

美国农业部的生物学家柯林斯赶到墨西哥,收集了许多假蜀黍的种子。一些种子辗转到了美国康奈尔大学的研究生比德尔的导师爱默生手中。

比德尔后来因为“一个基因一个酶”的学说分享了1958年诺贝尔奖。他也为玉米起源的问题作出了贡献。爱默生让比德尔把玉米和假蜀黍杂交。不出所料,杂交产物能够一代代地繁育下去。爱默生和比德尔还研究了杂交产物的染色体,他们的结论是:玉米和假蜀黍是同一个物种。后者是前者的野生祖先。

然而,在几年之后的1938年,另一位美国遗传学家曼格尔斯多夫提出了和他们相反的理论。曼格尔斯多夫认为,玉米起源于一种已经灭绝的物种,而假蜀黍反而是由玉米和一种南美洲的野草摩擦禾杂交而来的。

曼格尔斯多夫有理由相信自己的理论是正确的。因为玉米和假蜀黍的差别实在不小。玉米的种子密实地分布在一个轴上。在中国北方,人们常常把玉米叫做“棒子”。“棒子”贴近玉米的主茎生长,每一个“棒子”有上百颗种子。

而当人们看到假蜀黍穗的时候,多半不会把它和玉米联系起来。假蜀黍的穗没有粗大的轴。穗都生长在茎分支的顶端,每个穗最多只有十几颗种子,它们被坚硬的果壳包裹,很容易脱落。就算有一副好牙齿,如果想吃假蜀黍的种子,也最好把它磨碎了再吃。

那么,古人在短时间里真的可以把一种野草改造成高产并且可口的主粮吗?曼格尔斯多夫的怀疑是有理由的。比德尔与他争论了很多年。上个世纪70年代,比德尔退休之后,去墨西哥各地收集假蜀黍的种子。

探索玉米起源问题真相的任务落在了新一代的生物学家身上。当比德尔和爱默生首次提出玉米起源于假蜀黍这一主张的时候,分子生物学还没有诞生。如今,生物学家已经可以在分子水平上检查生物间的亲缘关系。

最终,遗传学家德布勒(Doebley)等人通过研究比德尔收集的种子,发现了非常坚实的证据———玉米和假蜀黍的基因组仅仅有几个区域不同,证明玉米起源于假蜀黍。由此证实了爱默生曾经提出的一个理论,即假蜀黍只要通过少数几个遗传突变,就能变成玉米。德布勒发现,有两个基因的突变,对于假蜀黍变成玉米,起了特别重要的作用。

从玉米的遗传突变能推断出它诞生的时间。德布勒估计,玉米应该起源于6000年到1万年前墨西南部哥巴尔萨斯河附近的地区。上世纪60年代从墨西哥发现了一些玉米轴化石,测试表明,它们的历史已有6000年之久。

研究玉米的起源问题不仅是为了满足人类的好奇心,也为生物学家探索基因突变改变生物提供了一些线索。远古的墨西哥人尽管并不懂得遗传学,但他们通过对假蜀黍一代代的优选,最终创造出了玉米,有一些生物学家把它称作远古的转基因作物,或许,这对我们认识今天的转基因作物有一些启示。

美国的杜邦公司向在欧洲对原产于墨西哥的高含油玉米申请基因专利,此事对中国有何影响?2003年2月13日,欧洲专利局裁决“杜邦公司没有发明高含油玉米”,杜邦公司的申请宣告失败。

2003年2月12日,在慕尼黑举行的欧洲专利局听证会场内正在激烈讨论美国杜邦公司申请的EP744888号专利能否继续成立。第二天,欧洲专利局作出裁决:“杜邦公司没有发明高含油玉米。”这意味着,杜邦公司不再有权声明拥有此类玉米专利。数千年来一直种植这种高含油玉米的墨西哥和其它拉美国家的农民,可以继续种植这种玉米。

种祖传的玉米侵杜邦的权?

引起事端的EP744888号专利是杜邦公司于2000年8月从欧洲专利局获得的,其专利保护范围包含了不止一种含有特定比例的油和油酸的所有玉米植物。这一专利不仅针对利用转基因技术制造的玉米,还针对自然生长的或以常规方式栽培的具有一定含油量的玉米。杜邦公司还对以该玉米为原料的所有粮食产品申请了专利,如食用油、动物饲料以及工业用途产品。

这项专利显然给墨西哥以及其它拉美国家的农民们带来了困惑,他们可能要花钱买自己世代种植的玉米种子,随之而来的还有贸易限制、专利费用及销售权的丧失等等。墨西哥的CIMMYT机构是世界上最大的玉米基因库,他们表示,这一专利可能会在相当大的程度阻碍拉丁美洲玉米品种的发展。许多为改进玉米油含量而从这种玉米特定的原产国和栽培国对其加以利用的国际研究项目可能受到影响。绿色和平专利专家UlrikeBrendel指称此案为典型的“生命盗窃”行为,并称“玉米并非杜邦公司的发明,杜邦要获取专利权,无疑是对几千年来一直种植这种玉米的拉丁美洲人民进行掠夺,欧洲专利局则在帮助偷盗种子,这一行为必须马上停止。”

杜邦公司:研究后将决定是否上诉

杜邦公司在欧洲失利的消息很快传到了其主要的发展市场之一———中国,为此,杜邦公司于2月19日下午在北京举行了一次与记者的沟通会,在会场及随后接受《21世纪环球报道》采访时表示,对此次欧洲听证会的结果,他们颇感失望。但目前杜邦仍没有得到欧洲专利局对这一决定所做的具体解释,在等到解释后他们会认真加以研究,以决定是否对这一裁决提出上诉。

杜邦公司日前表示,他们申请的EP744888号专利涉及到一些在玉米中从未有过的特性组合,是“投资数百万美元,运用传统植物育种技术,成功培育出对农民、食品加工企业和消费者均有益的玉米特征”。这个专利并不赋予杜邦限制墨西哥种植现有品种玉米的权利。而且,欧洲专利在墨西哥没有法律效力。

中国科学院基因组信息学中心暨华大基因研究中心的基因组学博士张猛在接受《21世纪环球报道》的采访时表示,从技术层面分析,物种的鉴定很难有一个量化的标准,高含油玉米的含油量到底有多高需要有个标准。不过,即使有了确定的标准,也很难判断是否是新的物种。所以,杜邦的高含油玉米专利鉴定不容易操作。

杜邦与高含油玉米事件将继续演绎,但结果变得不再重要。农业问题专家温铁军向《21世纪环球报道》表示,目前,跨国公司对生物技术产业的资源争夺已然成为全球化条件下的普遍现象。

基因抢注席卷全球

温铁军告诉《21世纪环球报道》,对生物技术资源的争夺首先表现为对基因专利的争夺,自从20世纪80年代,专利权制度延伸到转基因生物和技术上,进而包括现存的生物后,一场关于基因专利的争夺早已经开战。这主要是由于基因工程技术的迅速发展,以及企业对遗传基因资源和野生物种发生了浓厚的商业兴趣。

1994年某天,拥有一间小型种子公司的博特先生,在墨西哥索罗亚(Sonora)地区买了一小包杂豆,并把豆带回美国。1996年11月15日,他在美国申请了该种黄豆的专利权。此项专利涵括所有种子呈特定黄色的豆。为此,博特先生控告两家售卖墨西哥豆的公司,指他们侵犯专利权。其中一间被控的公司的负责人说:“起初,我以为是个笑话,他(博特先生)怎么可能发明墨西哥农民已经种植千百年的豆?”

1997年,种子公司RiceTec获得了有关印度香米的20多项专利权,当中包括品种特质和培育方法等方面。RiceTec公司将自己生产的印度香米称为Texmati大米及Kaomati大米,并在市场出售,用意是取代印度的农民种植了好几千年的印度香米。对印度来说,这意味着每年3亿美元的印度香米出口将受到威胁。

2000年4月,美国孟山都公司声称发现某种源自中国的野生大豆含有一段导致高产性状的基因标记,然后在全球101个国家申请基因专利,若申请成功,中国农民及育种专家以后在种植、使用、出售及研究该大豆时可能需要向孟山都缴纳专利使用费。绿色和平组织在德国波恩《生物多样性公约》会议上率先揭发孟山都试图以垄断性的专利权,意图控制中国野生大豆。国内各大媒体相继展开深度报道,指责孟山都通过非正常渠道获取中国野生大豆基因,企图通过控制专利权牟取暴利。

2001年6月26日,“人类基因组草图”已经绘制完毕的消息公布于世——科学家和美国塞莱拉基因组公司接近同时宣布,他们在耗资数十亿美元后,终于绘制出人类基因组的草图。这一由美、英、日、法、德和中国科学家参加、被誉为生命科学的“登月计划”的人类基因组草图绘制工作,立即在全世界引起了“基因淘金”的热潮。从此,世界大企业更是将基因视作网络经济之后的又一“生财良机”,纷纷抢占技术地盘,试图在有限的资源战中占据有利位置。美国杜邦已经花费94亿美元,收购一家种子公司,力图向生命科学靠拢。

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