在明火上烤栗子被認為是聖誕節的經典體驗之一。但在我進入紐約州錫拉丘茲環境科學與林業學院威廉·鮑威爾的遺傳學實驗室之前，我從未嚐過或聞過烤栗子的味道。
25年來，鮑威爾和他的同事查爾斯·梅納德一直致力於運用基因工程技術復興美國栗樹。這種樹曾一度稱霸從緬因州到喬治亞州的東部森林，佔據了高達25%的樹冠，為野生動物提供食物，也為人類提供木材。然而，在20世紀初，一種來自亞洲的真菌開始肆虐，導致數十億棵美國栗樹死亡。時至今日，這種真菌仍然威脅著美國栗樹，阻礙著該物種重奪昔日霸主地位。
「如果不釋放蒸汽，它們就會爆炸，」梅納德解釋道，一邊用小刀劃開三顆栗子，然後放進實驗室的微波爐裡。我問能不能嚐嚐基改栗子，但鮑威爾說他得先獲得美國食品藥物管理局（FDA）的批准。做出來的栗子澱粉含量很高，口感像鷹嘴豆，但更香滑一些。 （鮑威爾說烤著吃味道更好，但實驗室裡沒有明火。）
團隊培育出了利用小麥基因抵抗栗疫病的基因改造栗樹。這些樹苗正在實驗室和試驗田中培育，團隊可能很快就會尋求聯邦政府的批准，將它們放流到森林中。
該項目引發了褒貶不一的反應。一方面，團隊的目標是恢復東海岸傳統的自然生態系統；另一方面，他們試圖透過基因改造來實現這一目標，而基因改造長期以來一直受到環保人士的強烈反對，儘管科學研究表明這項生物技術完全安全。
“從來沒有人利用基因工程工具來幫助改善環境，而這正是我們現在正在做的事情。”
「從來沒有人利用基因工程技術來幫助改善環境，而這正是我們現在正在做的，」鮑威爾說。 “很多人想都沒想就把基因改造生物當成壞東西。所以我們必須引導人們認真思考這個問題。”
工作原理
栗疫病是由一種真菌引起的，這種真菌透過樹皮上的傷口侵入樹木。一旦進入樹內，真菌就會釋放草酸殺死附近的樹木組織，為真菌的繁殖和生長做好準備。最終，病原體會形成被稱為潰瘍的壞死組織區域，這些潰瘍會扼殺樹木，使其枯死至地面。樹根或許能存活幾年，每年春天都會萌發新芽，但栗疫病已經使美國大部分栗樹生長受阻。
基因改造小麥樹中的基因編碼一種能分解草酸的酵素。沒有了草酸的侵蝕，以腐肉為食的真菌就無法侵入，只能停留在樹皮上，造成的損害微乎其微。 “這是數十億人每天都在攝入的基因，”鮑威爾說，“如果你吃小麥，你就攝入了這種基因，而且很可能也攝入了它所產生的酶。”
在過去的幾個月裡，該團隊已經證明，他們的基因改造美國栗樹即使不比中國栗樹（一種天然能抵抗真菌的栗樹）更難抗病，也至少與之相當。
研究團隊也忙於分析基因改造樹對環境的影響——比較它們的生長速度、對昆蟲的影響以及落葉分解情況，以確保基因改造樹的行為與普通栗樹無異。在本週剛公佈的研究結果中，橡樹嶺國家實驗室檢測了基因改造栗樹代謝物的異常情況。他們發現基改栗樹的維生素E含量較低，但其含量仍與中國栗樹的含量一致。因此，目前看來，基因改造樹與其他栗樹並無顯著差異。
鮑威爾表示，下一步合乎邏輯的做法是向美國食品藥物管理局（FDA）、農業部（USDA）和美國環保署（EPA）申請監管批准，以便開始大規模種植這些樹木。申請過程將涉及後續研究以及大量的問答環節，包括回應公眾的擔憂。鮑威爾估計，整個過程可能需要五年左右，而且由於基因改造栗子需要被認定為可安全食用，因此也變得更加複雜。
反噬
並非所有人都對這些樹木表示歡迎。錫拉丘茲地區的報紙《郵報標準報》發表了一篇關於基因改造樹木有望復興美國森林的文章，卻引發了讀者褒貶不一的反響。 “如果出現問題，研究人員的夢想可能會變成一場噩夢，”反轉基因組織“食品安全中心”的瑪莎·克勞奇在給該報的一封信中寫道，“一旦轉基因樹木擴散開來，就很難再被召回。”
另一位評論員稱這些樹木“不自然”，對此，鮑威爾回應道：
12月初，名為「停止基因改造樹木運動」的活動組織呼籲消費者停止該項目，並表示基因改造樹木「不必要、不可取」且「不可預測」。
並非所有人都對基因改造樹木表示熱烈歡迎。
或許還有另一種方法可以重新種植栗樹，這種方法更受包括克勞奇在內的環保人士的歡迎。鮑威爾和梅納德正與美國栗樹基金會紐約分會合作培育基盤栗樹，而該組織的全國分會則試圖透過將美國栗樹與天然抗病的中國栗樹雜交，培育出抗枯萎病的美國栗樹。
美國國家分會成功培育出抗枯萎病的美國栗樹，其DNA中有1/16來自中國栗樹。但這種雜交育種方法的弊端在於，中國栗樹依靠數十個基因協同作用來抵抗枯萎病。當這些樹木雜交時，這些基因會發生混亂。許多後代無法繼承全部抗枯萎病基因，因此它們的抗病能力較弱。而且，隨著世代更迭，抗病能力還會進一步減弱。相較之下，鮑威爾和梅納德的研究表明，只需一個基因就能賦予抗病能力，當基因改造樹與野生樹雜交時，50%的後代都具有很強的抗枯萎病能力。
「我們做的改變比育種計畫要小，但他們根本不需要做任何測試，」鮑威爾說。而有時這會是個問題。密西根州的研究人員曾嘗試將歐洲-日本雜交栗樹與中國栗樹雜交，以期培育出更大的栗子。但由於基因不相容，導致了一種被稱為「內仁崩解」的現象。三分之一的後代結出的種子在殼內就散開了。
鮑威爾說：“這些物種是在地球兩端進化而來的。你可以讓它們雜交，但它們並非同一物種。”
不過，他表示，國家分部的工作做得很好，他希望有一天這兩個計畫能夠雜交培育出更好的樹木。
從零開始復興栗樹
梅納德的實驗室主管琳達·麥圭根從基因改造樹苗的胚胎時期就開始精心培育它們。在胚胎只有手錶電池大小的時候，研究人員會利用農桿菌將小麥基因插入胚胎的基因組，進而複製胚胎和轉化。接下來的近一年時間裡，這些正在發育的樹苗會被轉移到不同的培養基中，並用袋子和盒子包裹起來，以維持精確的光照、溫度和濕度條件。最後，它們會被移入溫室，之後可能會被種植在紐約州的七個田地之一。
我和鮑威爾、麥圭根一起參觀了其中一個試點試驗田，它距離實驗室只有幾英里遠。十一月的寒風中，樹木像樹枝一樣插在地上，落葉在我們腳下發出嘎吱嘎吱的聲響。這片田地裡種植著好幾塊不同的小樹苗，它們分別在不同的時期、不同的研究階段栽種，周圍都圍著柵欄，防止鹿群進入。
鮑威爾看著一片只有一棵野生親本的樹苗──這片樹苗證明了基改即使在第二代也依然有效──告訴我，實驗室計畫在試驗地塊再種植1萬棵基改栗樹。而他們並非孤軍奮戰。當時，團隊距離群眾募資5萬美元的目標僅差幾百美元，而5萬美元正是種植這1萬棵樹苗的資金來源。到12月5日眾籌活動結束時，他們已經籌集了超過10萬美元。
鮑威爾希望幾年後，栗樹的種植管制能夠解除，人們可以自由種植和食用。研究團隊表示，他們不會為基改栗樹申請專利，也不打算從中牟利。他們希望這些栗樹能夠自由種植，讓任何人都能隨意種植，最終復興東岸的歷史森林。
鮑威爾估計，美國栗樹至少還需要一百年才能在森林中站穩腳步。而且，復原過程將是一個緩慢的過程，完全取決於公眾的參與意願。 “這些樹不是雜草，它們不會迅速蔓延。所以，這真的取決於人們是否願意種植它們。”
