第二次“绿色革命”的序幕

储昌

六十年代初，农业科学家们培育出一些小麦、水稻的高产品种。栽种了小麦新品种后，巴基斯坦小麦产量从1965年的460万吨猛增到1970年的840万吨，印度则从1965年的1230万吨猛增到1970年的2000万吨。菲律宾栽种了水稻新品种，产量也大幅度提高。人们把这次的科研活动称为“绿色革命”。把作出了重大贡献的N.E.博洛格称为“绿色革命之父”，授与他1970年诺贝尔和平奖，表彰他发动绿色革命的巨大功绩。

不过，虽然第一次绿色革命成绩巨大，但还有许多问题急待解决，例如产量还须进一步提高，蛋白质含量也必须增加。总之，第一次绿色革命并没有圆满成功，农业科学家正在和生物学家、遗传工程师们合作进行一场规模更大的绿色革命。

这次的目标，首先是要大幅度地提高产量。第一次绿色革命中的新品种之所以增产，是因为提高了从土地中吸收养料的能力。但是，光靠这个办法增产还很不够。据研究，一株植物的干重量只有5—10％来自土壤，绝大部分来自光合作用时吸收的二氧化碳。因此，提高光合作用的效率，将能大大提高作物产量。植物在光合作用时一方面积蓄能量和物质，一方面又通过光呼吸消耗相当一部分能量和物质，如果降低光呼吸作用，提高光合作用，就能使作物增产。美国科学家蔡利思发现了一种光呼吸抑制剂，能使烟草的光呼吸大大降低，从而光合作用的效率提高了3倍。他的研究开辟了一条增产的新途径。

当然，仅仅提高作物的产量还不够，还要提高作物的质量。第一次绿色革命没有提高作物的蛋白质含量，蛋白质的短缺已成为一个十分严重的问题。解决植物蛋白不足，是科学家们努力的又一个目标。

人们吸收的植物蛋白主要来自大米、小麦和玉米。提高它们的蛋白质含量，就能提高粮食的质量。美国科学家沃斯特尔用以色列和伊朗的野生小麦杂交培养出高产量、高蛋白的新小麦，它们的蛋白质含量达26.5％，比普通小麦高一倍。科学家们也不断地在种类繁多的植物王国中探索，寻找新的植物蛋白资源。全球约有35万种植物，可食植物约8万多种，而现在食用的仅3千种，占3—4％。在植物王国中，豆类的蛋白质含量很高，但许多豆类植物没有开发利用。最近，美国科学院对豆类植物作了一次大普查，发现有200多种豆类植物有很高的蛋白质含量，并发表了《豆类植物：未来的资源》一书，认为这是一个巨大的蛋白质资源，急待开发利用。例如生长在巴布亚新几内亚的翅豆，果实含有37％的蛋白质，块根的蛋白质含量为土豆的10倍，目前已有70多个国家引进和研究

此外，进行分子和细胞水平的嫁接、培育新品种，也是这次绿色革命的一个显著特征。不同植物的细胞在一定的培养液中，细胞核会结合，细胞壁会再生，并进行细胞分裂，最后生长出完整的植株。用这种细胞杂交法，美国科学家霍尔和坎罗去年利用根瘤菌作为媒介，把腰豆的蛋白基因转移到向日葵细胞中去，成为向日葵细胞中DNA的一部分。这个基因在向日葵细胞中很稳定，并产生了合成腰豆蛋白的信使物质RNA.“向日豆”的成功表明，有可能通过根瘤菌进行分子水平的大豆、水稻、小麦的杂交，使新作物中具备各种必须氨基酸，将蛋白质的质量提高。

如果说，第一次绿色革命使用的是经典的杂交育种法，那么，第二次绿色革命更多的是应用了分子生物学的各项新成果。无论是根瘤作物制氮基因的寻找，还是抗旱基因的研究，无论是细胞融合还是基因嫁接，都是在微观的水平上进行的。它将比第一次绿色革命更艰巨更困难。第二次绿色革命现在刚刚揭开序幕，可以预期，它将比第一次绿色革命取得更大的成就，将给全球的农业带来一次更深刻的变化。