木瓜原產于南美洲，17世紀傳入我國。在我國主要分布于廣東、海南、廣西、云南、福建、臺灣等省（區），國外主要分布于東南亞的馬來西亞、菲律賓、泰國、越南、緬甸、印度尼西亞以及印度和斯里蘭卡；中、南美洲，西印度群島，美國的佛羅里達，夏威夷，古巴以及澳洲。
木瓜對人體有眾多好處，但由于木瓜生長時容易受到病毒的侵害，產量受到很大的影響。1948年，一種名為木瓜環斑病毒（PRSV）在美國夏威夷被發現，PRSV來勢兇猛，傳播迅速，可以說只要有種植番木瓜的地區，就會存在PRSV。被PRSV感染的木瓜葉片褪綠、畸形、變小，果實含糖量低、風味差，嚴重時會導致導致木瓜減產八九成。
之后包括我國南方多個省份在內的木瓜種植地也成為感染PRSV的重災區。但PRSV侵害的范圍廣、源頭難以追溯，在應對上存在很大的困難。
在傳統育種背景下，多采取選育抗病新品種，結合栽培技術進行綜合防治的措施，但成效不佳。因為木瓜栽培品種中缺乏抗性資源，而野生木瓜中的抗性資源，很難通過常規的雜交方法轉移到木瓜栽培品種中。
上世紀20年代末，人們發現了一種有效防治植物病毒病的方法，即通過對植物接種弱毒株病毒使植物能抵抗強毒株病毒，這就像人類注射疫苗以預防疾病。這種方法在植物界被稱為“交叉保護”。“交叉保護”曾經在美國佛羅里達、夏威夷等地區的木瓜育種中得到很好的推廣應用。但是經過試驗發現，在應用交叉保護過程中弱毒株有突變為強毒株的可能性，而對所有的植株逐一接種也是一項工程量巨大的事情。在這種情形下，科學家們需要一個更加有效，也更加經濟、便捷的木瓜抗病毒防治措施。
1986年，科學家們發現把煙草花葉病毒的外殼蛋白基因轉入煙草，可以得到交叉保護相似的效果，使煙草擺脫了病毒的侵襲，成功獲得了世界上第一例抗病毒轉基因植物，這給研究抗病毒木瓜品種的科學家們帶來了新的思路。經過科學家們的努力，抗PRSV的轉基因木瓜誕生了。
那么，轉基因木瓜到底如何操作的呢？不同地區的PRSV株系具有很高的變異性和多樣性。不同的毒株對于木瓜的侵染也存在著差異，因而，在通過轉基因到木瓜時，必須要考慮木瓜的地域性。即根據木瓜的生長環境，選取特定的病毒基因組序列，并通過轉基因技術導入木瓜，使木瓜產生抗性以抵抗病毒。
具體而言，轉基因木瓜到底是怎么樣達到抗病毒作用呢？是由于轉入的病毒基因組序中含有小段的雙鏈RNA，可以與病毒繁殖擴增的關鍵基因DNA序列匹配，匹配后可以使病毒不再具備繁殖擴散的功能，因而成功起到抗病毒作用。
當然，抗病毒轉基因木瓜的安全性也是大家所關心的問題。科學家們所轉入的病毒基因組序列是否有害，留在人體內不走了呢？
實際上，我們所吃的水果是由一系列的RNA和DNA組成的，我們在攝入這些RNA和DNA之后，人體會把它們剪切為一群堿基，再為人體細胞所用，并不會對人的身體產生任何傷害。就轉基因木瓜而言也是如此。在攝入人體內后RNA和DNA同樣會被分解。
此外，科學家們還通過一系列研究表明，轉基因木瓜并不會改變木瓜園藝性質，并且對植物和土壤中包括其他作物、動物和微生物等非目標生物體不產生任何影響。同時，與傳統木瓜相比，轉基因木瓜可溶性固體和其他成分的含量相當，不具有已知蛋白質過敏原或毒素的典型特征，除病毒抗性外，與常規木瓜實質等同。
安全的抗病毒轉基因木瓜除了能夠達到基礎性的抗病毒效果，還有一些什么樣的附加優勢呢？
過量使用農藥不僅對環境有害，造成土壤、水源、大氣等資源污染，還會嚴重損害人體健康，包括食用人群的健康和長期暴露在農藥中農民的健康。據統計，全球平均每分鐘就有二至三人因農藥而中毒，每年有超過兩萬的農民因農藥中毒而死亡。
轉基因木瓜的誕生，從根本上解決了PRSV的威脅，極大地緩解了傳統品種種植中農藥過量使用的問題，減輕環境污染的同時也豐富了人類對木瓜品種的選擇。此外，由于轉基因木瓜抗病毒效果明顯，產量得以保證，可以有效減少木瓜的種植用地。因此，種植轉基因木瓜，是在保證安全前提下，實現成本最小化的最佳選擇。
由于轉基因木瓜抗病毒成效顯著，已經得到了部分木瓜主要種植國家的認可。美國是世界范圍內最早批準轉基因木瓜商業化種植的國家，其研發的“日出”和“彩虹”兩種轉基因木瓜品種早在1998年就已經通過審批進行大面積的生產種植，迄今已有近20年歷史。
我國也已批準了抗PRSV轉基因木瓜——“華農1號”商業化種植。“華農1號”轉基因木瓜是由華南農業大學自主研發的。經過對“華農1號”轉基因木瓜長達7年的環境與食品安全評估，在得出其除病毒抗性外，與傳統木瓜具有相當的等效性結論后，我國于2006年向“華農1號”轉基因木瓜頒發生產應用安全證書，批準其在我國廣東省推廣種植，并且種植面積逐年擴大。至2009年，“華農1號”轉基因木果種植面積占廣東省木瓜種植面積的95％。
牙買加、泰國以及我國臺灣也已經成功完成了抗PRSV轉基因木瓜的田間試驗階段，商業化種植指日可待。澳大利亞、菲律賓、馬來西亞以及越南等國家也已在2008年進入抗PRSV轉基因木瓜的田間試驗階段。轉基因木瓜在國際市場中被廣泛接受。加拿大是世界第三大木瓜進口國，其于2003年已批準轉基因木瓜進入國內市場，成為第一個批準轉基因木瓜進口的國家。就連一向對轉基因產品持消極態度的日本也于2010年向轉基因木瓜打開了進口大門。可以說，轉基因木瓜已經在全球范圍內逐漸得到了認可。
當然，除了實現對PRSV的抗性，科學家們還試圖利用轉基因技術使木瓜實現其他對人類具有價值的用途，例如通過基因操作實現木瓜用作食用疫苗，利用轉基因技術減少木瓜在運輸途中損壞等等。轉基因技術與木瓜育種的結合，未來也許會產生更多有益于人類的成果，讓我們拭目以待。
參考文獻：
[1] Changming Ye, Huaping Li. 20 Years of Transgenic Research in China[J]. Transgenic Plant Journal 4 （Special Issue 1）， 58-36.
[2] 李世訪。 抗病毒轉基因番木瓜及其安全性問題[J]. 植物保護， 2011, 37（6）：59-63.
[3] 饒雪琴，李華平。 轉基因番木瓜研究進展[J]. 中國生物工程雜志， 2004, 24（6）：38-42.
作者：王琪 銀圓圓 周天盟 馬偉華
日期：2017-03-22
木瓜對人體有眾多好處，但由于木瓜生長時容易受到病毒的侵害，產量受到很大的影響。1948年，一種名為木瓜環斑病毒（PRSV）在美國夏威夷被發現，PRSV來勢兇猛，傳播迅速，可以說只要有種植番木瓜的地區，就會存在PRSV。被PRSV感染的木瓜葉片褪綠、畸形、變小，果實含糖量低、風味差，嚴重時會導致導致木瓜減產八九成。
之后包括我國南方多個省份在內的木瓜種植地也成為感染PRSV的重災區。但PRSV侵害的范圍廣、源頭難以追溯，在應對上存在很大的困難。
在傳統育種背景下，多采取選育抗病新品種，結合栽培技術進行綜合防治的措施，但成效不佳。因為木瓜栽培品種中缺乏抗性資源，而野生木瓜中的抗性資源，很難通過常規的雜交方法轉移到木瓜栽培品種中。
上世紀20年代末，人們發現了一種有效防治植物病毒病的方法，即通過對植物接種弱毒株病毒使植物能抵抗強毒株病毒，這就像人類注射疫苗以預防疾病。這種方法在植物界被稱為“交叉保護”。“交叉保護”曾經在美國佛羅里達、夏威夷等地區的木瓜育種中得到很好的推廣應用。但是經過試驗發現，在應用交叉保護過程中弱毒株有突變為強毒株的可能性，而對所有的植株逐一接種也是一項工程量巨大的事情。在這種情形下，科學家們需要一個更加有效，也更加經濟、便捷的木瓜抗病毒防治措施。
1986年，科學家們發現把煙草花葉病毒的外殼蛋白基因轉入煙草，可以得到交叉保護相似的效果，使煙草擺脫了病毒的侵襲，成功獲得了世界上第一例抗病毒轉基因植物，這給研究抗病毒木瓜品種的科學家們帶來了新的思路。經過科學家們的努力，抗PRSV的轉基因木瓜誕生了。
那么，轉基因木瓜到底如何操作的呢？不同地區的PRSV株系具有很高的變異性和多樣性。不同的毒株對于木瓜的侵染也存在著差異，因而，在通過轉基因到木瓜時，必須要考慮木瓜的地域性。即根據木瓜的生長環境，選取特定的病毒基因組序列，并通過轉基因技術導入木瓜，使木瓜產生抗性以抵抗病毒。
具體而言，轉基因木瓜到底是怎么樣達到抗病毒作用呢？是由于轉入的病毒基因組序中含有小段的雙鏈RNA，可以與病毒繁殖擴增的關鍵基因DNA序列匹配，匹配后可以使病毒不再具備繁殖擴散的功能，因而成功起到抗病毒作用。
當然，抗病毒轉基因木瓜的安全性也是大家所關心的問題。科學家們所轉入的病毒基因組序列是否有害，留在人體內不走了呢？
實際上，我們所吃的水果是由一系列的RNA和DNA組成的，我們在攝入這些RNA和DNA之后，人體會把它們剪切為一群堿基，再為人體細胞所用，并不會對人的身體產生任何傷害。就轉基因木瓜而言也是如此。在攝入人體內后RNA和DNA同樣會被分解。
此外，科學家們還通過一系列研究表明，轉基因木瓜并不會改變木瓜園藝性質，并且對植物和土壤中包括其他作物、動物和微生物等非目標生物體不產生任何影響。同時，與傳統木瓜相比，轉基因木瓜可溶性固體和其他成分的含量相當，不具有已知蛋白質過敏原或毒素的典型特征，除病毒抗性外，與常規木瓜實質等同。
安全的抗病毒轉基因木瓜除了能夠達到基礎性的抗病毒效果，還有一些什么樣的附加優勢呢？
過量使用農藥不僅對環境有害，造成土壤、水源、大氣等資源污染，還會嚴重損害人體健康，包括食用人群的健康和長期暴露在農藥中農民的健康。據統計，全球平均每分鐘就有二至三人因農藥而中毒，每年有超過兩萬的農民因農藥中毒而死亡。
轉基因木瓜的誕生，從根本上解決了PRSV的威脅，極大地緩解了傳統品種種植中農藥過量使用的問題，減輕環境污染的同時也豐富了人類對木瓜品種的選擇。此外，由于轉基因木瓜抗病毒效果明顯，產量得以保證，可以有效減少木瓜的種植用地。因此，種植轉基因木瓜，是在保證安全前提下，實現成本最小化的最佳選擇。
由于轉基因木瓜抗病毒成效顯著，已經得到了部分木瓜主要種植國家的認可。美國是世界范圍內最早批準轉基因木瓜商業化種植的國家，其研發的“日出”和“彩虹”兩種轉基因木瓜品種早在1998年就已經通過審批進行大面積的生產種植，迄今已有近20年歷史。
我國也已批準了抗PRSV轉基因木瓜——“華農1號”商業化種植。“華農1號”轉基因木瓜是由華南農業大學自主研發的。經過對“華農1號”轉基因木瓜長達7年的環境與食品安全評估，在得出其除病毒抗性外，與傳統木瓜具有相當的等效性結論后，我國于2006年向“華農1號”轉基因木瓜頒發生產應用安全證書，批準其在我國廣東省推廣種植，并且種植面積逐年擴大。至2009年，“華農1號”轉基因木果種植面積占廣東省木瓜種植面積的95％。
牙買加、泰國以及我國臺灣也已經成功完成了抗PRSV轉基因木瓜的田間試驗階段，商業化種植指日可待。澳大利亞、菲律賓、馬來西亞以及越南等國家也已在2008年進入抗PRSV轉基因木瓜的田間試驗階段。轉基因木瓜在國際市場中被廣泛接受。加拿大是世界第三大木瓜進口國，其于2003年已批準轉基因木瓜進入國內市場，成為第一個批準轉基因木瓜進口的國家。就連一向對轉基因產品持消極態度的日本也于2010年向轉基因木瓜打開了進口大門。可以說，轉基因木瓜已經在全球范圍內逐漸得到了認可。
當然，除了實現對PRSV的抗性，科學家們還試圖利用轉基因技術使木瓜實現其他對人類具有價值的用途，例如通過基因操作實現木瓜用作食用疫苗，利用轉基因技術減少木瓜在運輸途中損壞等等。轉基因技術與木瓜育種的結合，未來也許會產生更多有益于人類的成果，讓我們拭目以待。
參考文獻：
[1] Changming Ye, Huaping Li. 20 Years of Transgenic Research in China[J]. Transgenic Plant Journal 4 （Special Issue 1）， 58-36.
[2] 李世訪。 抗病毒轉基因番木瓜及其安全性問題[J]. 植物保護， 2011, 37（6）：59-63.
[3] 饒雪琴，李華平。 轉基因番木瓜研究進展[J]. 中國生物工程雜志， 2004, 24（6）：38-42.
作者：王琪 銀圓圓 周天盟 馬偉華
日期：2017-03-22
