几千年来，人类通过选择和杂交后代来培育理想的动植物特性。现在，哥本哈根大学的研究人员正在走一条自然的捷径，利用一种可以将其基因转移到植物中的特殊细菌来促进有益的变化。

数百万年前，一种独特的细菌找到了进入根茎类蔬菜表面的途径——可能是在中美洲或南美洲的某个地方。它催化了一种长根的生长。有一天，其中一根根发芽并长成了一株具有新特性的新植物。

这是关于我们最古老的作物之一如何诞生的简短故事。一种植物，其块茎我们现在称为红薯。茶叶和许多其他植物也经历了类似的转变。它们的共同点是它们从发根根瘤菌(Rhizobiumrhizogenes)那里获得了新的基因和特性，这种细菌具有将其基因转移到宿主植物中的特殊能力，并通过这样做来改造它们。

“这种令人难以置信的细菌可以通过称为转化的过程将其某些基因插入植物中。这可以提供一系列新优势-有时也有一些缺点。作为研究人员，我们可以重建和加速这一过程并选择最佳结果以非常自然的方式生产改良的开花植物、农作物、食物等等，就像大自然在数百万年前所做的那样，”哥本哈根大学植物与环境科学系的HenrikLütken解释道。

Lütken喜欢将发根根瘤菌称为他的“最喜欢的细菌”，与他的细菌好友一起工作为他带来了实实在在的成果，甚至为未来带来了更大的可能性。除其他外，他的研究团队已经使用这种细菌培育出更紧凑的盆栽长寿植物——这是园艺部门所期望的特性。

“传统上，化学生长抑制剂已被用于达到相同的结果，但在这种细菌及其基因的帮助下，我们已经开发出具有这些特性的植物。事实上，它们现在已准备好上市，”说亨里克·吕特肯。

抗旱性可以帮助欧盟作物

在处理盆栽植物时，Lütken和他的研究团队注意到，经过改造的植物也有明显更多和更长的根，这引发了一个假设：细菌基因可能有助于使植物更耐旱。

“我们现在正在通过在干旱实验中测试野生和自然改变的植物，在Villum实验项目中证明这一点，”Lütken解释说。

结果可能很重要。气候变化已经使南欧的多种作物面临压力，而欧盟仍然对转基因作物关闭。

如果欧洲的反转基因政策得以维持，发根根瘤菌可以帮助加速抗旱作物的更自然发展，因为该方法不会改变细菌的自然遗传学。因此，它不属于转基因生物的定义。

“到目前为止，我们在油菜的转化方面取得了积极成果，尽管产量略有下降，但我们相信更好的油和强化的根系将使植物更耐旱。油菜是丹麦广泛种植的重要作物.然而，南欧的作物也可能很有趣，”HenrikLütken说。

其中之一是芝麻菜沙拉，这是意大利和其他易受干旱影响的欧洲国家的重要冬季作物。近年来，由于降水减少，该工厂面临气候压力。根据Lütken的说法，由于火箭沙拉与油菜籽有关，因此可能有很好的机会使用他最喜欢的细菌来开发抗旱的胡椒植物。

动摇对转基因生物的理解

几千年来，人类一直在改变植物的性状。想一想我们可以买到的大量美味的苹果，它们的起源是一种小而酸的水果，数万年前没有人真正喜欢咬一口。通过种植和杂交最大、最好和最美味的标本，人类逐渐改变了苹果树以适应他们的需求和口味。近来，转基因生物已经成为一种更快，而且——有些人会说——更激进的方法。

“用发根根瘤菌进行的转化可能介于两者之间。细菌的基因加速了我们能够做出的改变，所以它基本上是一个加速的自然过程。尽管在这里，这个过程是疯狂的——而且，在这个过程中，既好又好坏的性状出现。然后可以培养好的标本并相互杂交，最终留下以其优势性状为主的植物，”Lütken说。

我们已经食用了其基因受到发根根瘤菌进化影响的食物，并且该方法已经在食品上留下了印记。尽管如此，HenrikLütken强调，从盆栽植物转向食品是需要妥善管理的一大步。

“这种方法改变了我们如何将某物指定为转基因生物或非转基因生物。它突破了界限，使整个问题变得不那么黑白分明。从长远来看，粮食作物有明显的前景，但随着我们从观赏植物转向植物对于食品，我们与公共当局和其他利益相关方的良好沟通至关重要。重要的是要全面检查所有内容，”他说。

传统的转基因植物是在细菌的帮助下培育出来的，这些细菌被用来插入自身以外的基因。由于使用发根根瘤菌的方法仅转移细菌自身的基因，因此它不包含在欧盟对转基因生物的定义中。

根据HenrikLütken的说法，这种细菌将它的基因转移到植物中，因为直接的结果是长出毛茸茸的根，它们伸出来并为细菌提供赖以生存的营养物质。

像发根根瘤菌这样的细菌如何以及为什么能够将基因插入距离自身如此遥远的生物体(例如植物)中，是一个活跃的研究领域，有许多悬而未决的问题。然而，除其他外，很明显发根根瘤菌不能将其基因转移给人类。

茶叶、烟草和大米的自然转化

研究人员发现了许多含有所谓的根致癌位点(rol)基因的植物。这些基因源自发根根瘤菌(Rhizobiumrhizogenes)细菌，并在数百万年前被引入多种植物中。

这是在一个自然过程中发生的，在这个过程中，毛状根仅使用植物本身发现的激素成功培育出新植物。

经历过这种自然转变的几种植物是我们最古老的食用品种之一，包括红薯，人类种植它已有大约10,000年的历史。

其他例子包括茶叶、烟草和大米，以及原产于丹麦和北欧的植物，例如绿地海棠(Veronicaagrestris)和蟾蜍(Linariavulgaris)。

关于研究

将已消毒的植物插条(已清除任何其他细菌)浸入(接种)含有细菌的液体溶液中。

几天后，细菌为了自己的利益插入了它的基因，就像它自然所做的那样。这就是所谓的转换部分。然后是去除细菌的时候了，这样它就不会接管并最终伤害植物。

最终，毛根开始长出，可以将其剪掉并进一步生长。

然后将激素添加到这些根中以“说服”它们长出新芽。这些激素已经存在于植物中，但通过改变平衡，可以在此过程中帮助根部生长。

最后，小芽被种植到土壤中，在那里它们长成新的植物。

由哥本哈根大学提供