世界上最受欢迎的水果岌岌可危，科学家正在争分夺秒，期待通过基因编辑，拯救香蕉。但要成功，他们还要克服更大的难题：转基因作物遇到的阻力。
1989年夏，植物病理学家兰迪·普洛茨（Randy Ploetz）收到台湾寄来的病原样本，在其中，他发现了前所未见的香蕉病原。基因检测显示，那是尖孢镰刀菌的热带4号小种（简称TR4），它生活在土壤中，不受农药影响，通过剥夺水分和营养供给，杀死香蕉作物。
TR4只感染一种香蕉——香芽蕉。世界上的香蕉品种有1000多个，但出口市场完全是香芽蕉的天下。巴西的苹果蕉果小、肉实、味涩；而作为马来西亚菜中的常客，南华蕉的果实更为短粗，甜度更高。但是，没有哪个品种比香芽蕉更吃香。在全球香蕉总产量中，香芽蕉占了47%。根据联合国粮农组织的数据，这相当于每年5000万吨的香芽蕉，占全球香蕉出口的99%。
虽然大行其道，但就基因而言，香芽蕉却是作物中的异类：它有三组染色体，无法实现有性生殖，只能自我克隆。也正因此，它成为规模化种植的理想之选——整个种植园内，对于所有香芽蕉对农药的反应、果实的成熟速度以及每株作物的产出，种植户都了然于胸。香芽蕉植株较矮，在风暴中不易倒伏，也便于喷洒农药，而且能保障高产。
如今，香蕉出口商已建立起一套系统，能让一种热带水果辗转千里之后，比如来到英国超市的货架时，依然只卖每公斤1英镑不到。这种统一性提高了香蕉商的单位植株利润。在此基础上，一个每年80亿美元的出口产业诞生了。
澳大利亚达尔文附近的香蕉园内，香蕉植株已被TR4侵染。为防止疾病传播，该地已被划为生物隔离区。
恐怖的TR4：所到之处，不留活口香芽蕉并非一开始就是主角。
上世纪50年代以前，欧洲和美洲最青睐的是大米七香蕉，它肉质更软，味道更甜，是当时出口市场的主导品种。大米七香蕉皮厚，耐颠簸，能经受住横跨大西洋的长途运输；而香芽蕉味淡，而且皮薄，需要装在纸盒中运输，在当时被视为二等品种。
然而，大米七香蕉有一个缺陷：它易受热带1号小种（TR1）的侵袭。TR1最早出现于1890年的拉丁美洲，后来肆虐拉美香蕉园。于是，各大香蕉公司别无选择，只能启用香芽蕉这个后备品种。1947年，标准水果公司（现在的都乐）转种香芽焦；1960年，当时世界上最大的香蕉出口商联合水果公司（现在的金吉达）效仿都乐，也开始转种香芽焦。虽然存在诸多缺陷，但相对于大米七，香芽蕉有个巨大的优势：对TR1完全免疫。1965年以后，大米七就从美国超市的货架上彻底消失了。
2013年，莫桑比克首次发现TR4。普洛茨认为，东南亚的香蕉种植工来到莫桑比克时，通过靴子和农具，把TR4传播到了那里。如今，这种病原体已经波及黎巴嫩、以色列、印度、约旦、阿曼、巴基斯坦和澳大利亚。2018年，缅甸也出现了这种病原体。“进而是东南亚，”普洛茨说，“现在到处都是。”
TR4所到之地，几乎不留活口。
“就好像有人拿着除草剂，把种植园喷了个遍。”普洛茨说。“香蕉林成片死亡。”这种真菌可以在土壤中潜伏几十年，由根部进入植株，再扩散到运输水和养分的维管束，使植株失养而死。被感染两到九个月后，植株就会空心、倒伏。这时候，底下的土壤已是TR4泛滥，再也不能种植香蕉了。
随着TR4在全球范围内蔓延，并不断向拉丁美洲逼近，香芽蕉的基因统一性越来越像个诅咒。普洛茨估计，TR4灭掉的香芽蕉，或许已经超过了TR1灭掉的大米七蕉，而且，不同于以往，这回，没有抗TR4的品种可以接替香芽蕉了。时间越来越紧迫。“问题在于，它什么时候传到这儿？”普洛茨说，“说不定已经在这儿了。”
到目前为止，作为世界上几乎所有出口香蕉的产地，拉丁美洲暂且逃脱了TR4的魔爪。不过，普洛茨说，这只是个时间问题。“对于中美洲，我们担心的情况是，某个香蕉园发生了疫情，但种植户隐瞒不报，于是到人们发现的时候，它已经蔓延开了。”
面对香芽蕉的灭绝危机，一些研究人员正在争分夺秒，试图通过基因编辑技术，创造出世界上第一种抗TR4的香芽蕉。为此，他们要对抗的，不单单是技术的局限，还有立法机构、环保人士，以及谈转基因色变的消费者。但随着TR4不断逼近拉美，基因编辑也许是香蕉的最后一线生机。
Tropic Biosciences的一名科学家正在检查温室内的一株香芽蕉。
一场长达8年的基因编辑实验在澳大利亚小镇Humpty Doo的郊外，TR4疫情的一个解决方案已经酝酿了六年。“在北部地区，几乎所有的香蕉种植区都有TR4疫情。”昆士兰科技大学教授詹姆斯·戴尔（James Dale）说，“大部分种植区仍处在关闭状态。”但在一块试验田中，世界上仅有的抗TR4香芽蕉正在死亡的包围下，茁壮成长着。
在长达八年的时间里，培育抗TR4香蕉的关键都藏身于戴尔的实验室。2004年，他从马六甲小果野蕉的植株内，提取出单一基因。这种香蕉的果实很小，一根香蕉最多能长60颗坚硬的种子，每颗直径0.5厘米左右。它可能永远都成不了早餐燕麦上的点缀，但有一点很了不起——它对TR4有着天然的抵抗力。
戴尔把分离出来的抗TR4基因——RGA2——注入一株香芽蕉，但随即遭遇了拦路虎。“法律规定，我们不能把TR4从北部地区带到我们的温室。”他说。澳大利亚实行严格的生物隔离法，不允许任何感染TR4的土壤从受灾的北部地区进入昆士兰，因为那里是澳大利亚香蕉的主产地。
最终，他接到一位种植园主的电话，才有机会将基因编辑过的香蕉投入测试。
这场试验为期三年，于2015年收尾，又过了两年，戴尔的成果才在《自然·通讯》期刊发表。试验结束时，没有抗TR4基因的植株中，67%-100%都感染了TR4或已死亡。而在植入RGA2基因的五个品系中，四个品系的感染率低于30%，另一个则完全没有感染迹象。另一组试验植物的抗TR4基因来自线虫，但也呈现出类似的存活率。
经CRISPR编辑的细胞长成了香蕉苗，研究人员希望日后它能长成抗TR4的植株。
不过，戴尔的抗TR4香蕉还没有接受一项关键试验。他一根都没尝过——连私底下都没有，他说，因为他拿到的实验审批规定，任何人不得品尝相应的果实。结果，世界上绝无仅有的抗TR4香芽蕉，最后都做了肥料。
转基因之争问题就在于，戴尔的植株被归为“转基因生物”（GMO）。这些香蕉的遗传信息来自两种生物——马六甲小果野蕉提供基因，细菌作为“班车”，将基因移植进香芽蕉的基因组。在澳大利亚基因技术监管办公室的管辖下，转基因生物实验要遵循严格规定，以免对人类造成潜在危害，并尽可能避免转基因植株与天然植物杂交。不过，对于无法实现有性繁殖的香芽蕉而言，这种担忧就没有必要了。
一次，北昆士兰州一片试验田遭到飓风袭击。“所有香蕉植株都倒了。”戴尔说。第二天上午，他接到基因技术监管办公室的电话，对方问：这下，转基因香蕉的遗传物质是不是吹遍了澳大利亚？“我猜是吧。”戴尔故意这么说。其实，由于香芽蕉不能进行有性生殖，其DNA流入其他植物的可能性为零。“无论是在温室，还是在试验田，香蕉也许是所有作物中最安全的一种了。（基因改变）没有机会外流。”
如果接下去的实验取得成功，戴尔就要申请品尝果实，然后将香蕉推向市场。“这些香蕉要获得监管机构的审批，还需要四五年时间。”戴尔说。由于澳大利亚禁止进口新鲜香蕉，政府可能不得不在接受转基因香蕉和取消进口禁令之间作出选择。
在澳大利亚以外的地区，转基因香蕉的未来一片黯淡。在欧盟，获准出售的转基因作物只有64种，而且全都是棉花、玉米、油菜籽、大豆或甜菜的各种版本，其中绝大部分都做了动物饲料。在美国，转基因作物虽然相对普遍，但欧盟从未允许销售转基因水果和蔬菜，香蕉公司也避开了转基因。
戴尔知道，他的抗TR4香蕉不太可能踏出澳洲一步。“哪一天人们接受转基因了，它们就能走出去了。”他说。科学家至今都没能证明，摄入转基因食品会对健康带来任何长期性影响，世界卫生组织和美国医学会也都持这一立场，但一直以来，消费者和环保团体都极力抵制。
包括中国、俄罗斯、日本、澳大利亚、巴西和欧盟在内，几十个国家都通过立法，要求转基因食品进行标注。在美国，很多食品公司都自愿标注“非转基因”字样。2016年，当时的美国总统奥巴马签署一项法律，要求转基因食品必须进行标注，但时至今日，食品生产商迟迟没有响应该法规。
今年4月，美国农业部批准了一种蘑菇，它使用名为CRISPR的新型基因编辑工具来抵抗褐变。按照美国农业部的说法，“现在一组新手段日益被用于新品种的培育，这些品种跟用传统育种方式培育出来的品种并无区别，”对于这些手段，他们不予监管。
美国农业部的逻辑很简单：若你使用基因编辑，在整株植物中只改变一个小小的方面，那么，这跟自然界里发生的没有两样。因此，基因编辑所做的，只不过是加快了自然的育种过程。对美国农业部而言，基因编辑的香蕉，就只是香蕉而已。
2018年7月，戴尔发表了一项实验的结果，在实验中，他使用CRISPR技术修改了香芽焦的基因组，培育出一种白化植株。这表明，用CRISPR来编辑香蕉细胞是可行的，但严格来讲，这些白化香蕉依然是转基因作物，因为它们包含了一小段由细菌植入的DNA，用来从一百万个胚性细胞的溶液里，找到其中5-10%的编辑细胞。到最后，经过CRISPR编辑的香蕉不会包含其他任何生物体的DNA：它们将是纯正的香芽蕉。
Tropic Biosciences公司CEO吉拉德·格申站在一株香芽蕉旁。起初，他的目标是用CRISPR技术研制慢熟香蕉，后来，他也开始研制抗TR4香蕉。
彻底放弃香蕉还是接受转基因香蕉？在英国诺维奇郊外的一座实验室里，Tropic Biosciences公司首席技术官奥菲尔·梅厄（Ofir Meir）手握着香蕉的未来：培养皿中一簇簇灰色的细胞。再过几个月，这些细胞簇才能生根，加入旁边整齐的幼苗队列。这些幼苗株高不足两厘米，在试管内生长着。少数样品将被移栽到园区另一边的温室。“有朝一日，这些幼苗会变成南美的一片香蕉林。”梅厄说。
就基因而言，试管内的幼苗跟地球上每一株香芽蕉几乎完全一样，不同的只有少数几个基因。梅厄的香蕉采用了CRISPR-Cas9编辑技术，这是2012年发现的一种基因编辑分子，可以通过几把分子“剪刀”，解除生物体内某个基因的作用。正是因为这一技术，抗褐变的蘑菇才避开了美国农业部的转基因监管。
在一个利润率极薄的产业内，用一个小小的改变，创造出更加优质的香蕉，其影响将不可小觑。梅厄培养皿中的细胞簇是编辑过的胚性细胞，可以长成正常大小的植株，但果实成熟速度比香芽蕉要慢。香蕉成熟后会释放乙烯，促进周围果实加速成熟。只要有一根香蕉变黄，整个集装箱内就会发生连锁反应，最多可导致15%的香蕉变质。若能改变香蕉的基因组，减缓其成熟速度，数百万吨的香蕉就不会变质，出口商也能避免大笔的损失。
不过，对Tropic公司首席执行官吉拉德·格申（Gilad Gershon）来说，慢熟型香蕉只是他的初期目标。他的公司同时还在使用基因编辑技术，研制天然不含咖啡因的咖啡，以及不会过早褐变的香蕉。但格申最大的目标，还是抗TR4的香蕉。
Tropic的一名组织培养专家正在查看培养皿中的CRISPR编辑细胞。
然而，CRISPR并不会编辑它接触到的每一个细胞，因此，难点就在于，如何从包含数百万细胞的溶液中，筛选出编辑过的细胞。传统做法是，研究人员植入小段外源DNA，使编辑过的细胞一目了然。但对Tropic而言，这个方法行不通。因为“一旦你使用了可供挑选的标记，它就被视为转基因作物，因为你引入了外源DNA。”梅厄说，Tropic正在开发相应的工具，免去使用外源DNA的必要。
不过，2018年7月25日，欧洲的最高法院做出一项判决，使用CRISPR编辑技术的香蕉，其未来因此蒙上了阴影。欧洲法院判定，CRISPR编辑的作物并不能免受已有转基因法规的监管。在欧盟眼里，戴尔的转基因香蕉和CRISPR编辑的香蕉，终究还是没有太大区别。
“我感到很失望。”植物技术学家乔纳森·内皮尔（Johnathan Napier）说，“我替欧洲的植物科学和农业研究感到失望，替创新人员和试图造福大众的人感到失望。我想，现在，他们要在欧洲使用这种技术，恐怕是非常之难了。”
Tropic的研究人员指出，对着种子疯狂辐射，培育出新的作物品种，这个不在欧盟转基因法规的监管范围；而CRISPR这种精确修改的手段，反倒不能幸免。但格申没有灰心。欧洲只是其中一个市场，他说，美国已经表明，它对CRISPR编辑食品的接受度要比欧洲高得多。按照预计，到2050年，世界上一半人口都将生活在热带地区，而那里的单位面积产量是最亟待提高的。在乌干达、卢旺达和喀麦隆的农村地区，香蕉在人们的日均饮食摄入中，最高可贡献25%的热量。
“我们已经习惯了源源不断的便宜香蕉。”格申说，“但它终有结束的那天。我们得找到一个好的解决方案，让人们能继续吃到这种健康的水果。”是彻底放弃香蕉，还是接受实验室里加速进化的香蕉？面对这两个选择，我们对基因编辑水果的态度或许该重新考量了。
经过一个多月的干旱，诺维奇研究园内的草大多已经枯萎。但在枯黄的草叶中间，点缀着小片小片的绿色。由于一个完全随机的基因组突变，在没有水分供给的情况下，一些植物得以继续生长。香芽蕉就没这么幸运了。因为不能进行有性生殖，它永远都无法在育种中获得有益的突变。不过，虽然它存在种种缺陷，我们毕竟在几千个品种之中，选了这么一种进行了如此大规模的种植。科学家正在与时间赛跑，设法找到一种能同时取悦消费者、监管机构和食品产业的品种；与此同时，香芽蕉正在为生存而抗争。“TR4是不可阻挡的。”格申说，“这只是个时间问题。”
翻译：雁行
审校：李莉
编辑：漫倩
来源：Wired
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