解放烟草 第6期

烟草化害为利的美丽新天地并不是虚无缥缈的神话。有史以来，民间就有很多烟草的妙用，例如用浸泡烟草的水洗头治头虱，用烟草泥敷于患处可治疗肿毒，用烟管中的烟油涂抹患处治串疮、恶疮等等。又如借助于现代科技与工艺，烟草在开发农药资源、药物资源等方面增添了许多潜在用途。烟叶中提取的尼古丁，制成农药可防治农作物害虫。尼古丁是新型绿色杀虫剂，对害虫能速效杀灭，无残留毒污染。今天，许多国家在果蔬成熟期施用的农药正是尼古丁。同时它还可以以粉尘形式用来防治禽舍害虫，对防治牛羊疥疮、虱子和蜱很有效。此外，作为特有的生物碱，尼古丁可用于防治老年性痴呆症、注意力功能失调症以及脑硬化。而尼古丁氧化而成的烟碱酸也可用于防治癞皮病、黑舌病、口腔炎、肠炎、腹泻、皮炎、记忆力衰退、精神抑郁等病症。

除此之外，烟叶富含蛋白质，在美国加利福尼亚，已有数家食品公司开始用烟草提取蛋白质晶体加工食品。很可能在不久的将来，烟草将会成为一种新的食品来源。

由于烟草的染色体里有许多标记性基因，因此烟草作为模式植物在现代生物技术，尤其是转基因研究中发挥了重大作用。1983年，标志着人类利用转基因技术改良农作物的开始，美国华盛顿大学培育成功的世界首例转基因植物便是抗病毒转基因烟草。转基因烟草可加工成治病强身的“灵丹妙药”，像美国科学家培养出的抗体烟草，从中提取的抗癌和抗病毒干扰素对肺癌有良好的治疗作用。瑞典科学家将人体基因注入烟草植株，提取的血液蛋白质活化剂可医治心脏病等。韩国人把人体胰岛素基因转到烟草中去，成功地从烟草提取了人的胰岛素，被用作治疗糖尿病的药物。

转基因烟草在其他方面还有许多出人意料的神奇作用。日本开发出一种转基因烟草，从土壤中吸纳镉的能力提高到普通烟草的2.5倍左右，而成本仅为以往方法的1／10。英国也开发出够清除土壤和地下水污染的转基因烟草。中国和美国联合培育出了具有明显食汞效果的转基因烟草。科学家在南非研究一种转基因的烟草植物，植物可以在地雷附近变成红色，这将为清除地雷提供一种可能的廉价手段。对于饱受战乱之苦的国家和人民来说，在不起眼角落中的那株发红的烟草植物，无疑就是生命的“守护神”。

现代烟草科技从蛋白质开始

公顷小麦可提供0.25吨蛋白质，公顷大豆提供0.8吨蛋白质，而一公顷烟草却能可提供3.5吨蛋白质。烟叶的蛋白质含量多得令人咂舌。以白肋烟为例，其蛋白质含量高达20.48％。从烟草中获得蛋白质的方法十分简单。将距离地面10厘米以上的烟草割下、绞碎，加入不同的化学剂，然后压榨，再将榨出的汁液倒入离心机，分离出蛋白质。而让人精神紧张的尼古丁则通过化学分离留在了被榨干的物质中。

从烟草中获得的蛋白质外表像蛋类蛋白质，没有任何异味。它的营养价值比奶酪蛋白高。这种烟草蛋白质可添加于各种食品，代替蛋类蛋白，压榨过的物质可作制药工业用的重要原料。

在今天，经过科学家们的反复验证发现，植物叶蛋白中尤以烟草叶片中可溶性蛋白含量高，F1蛋白中的各种必需氨基酸含量不仅均高于世界粮农组织(FAO)制定的蛋白制品中必需氨基酸含量标准，其中酪氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和亮氨酸都超过该标准1倍左右，比水稻、小麦、玉米、大豆这些主要粮食作物中蛋白质必需氨基酸含量都高。烟叶蛋白质比鸡蛋、乳酪和牛奶更适合人体吸收利用，具有较高的营养价值和药用价值。在美国已有不少家食品公司使用从烟草中提取的蛋白粉制成糕点；也有用烟草蛋白胶做成“豆腐”；还有人把烟草蛋白胶冷冻处理后做成植物“奶油”食用。将烟草作为食物，是未来人类对烟草的另一新要求。疫苗研发，烟草的华丽转身

阿米巴病是由一种称作溶组织内阿米巴(Entamoeba Hisolytica)的寄生虫所导致。据世界卫生组织保守估计，每年有5000万人染上阿米巴病，10万人死于该病。2007年3月科学家利用烟草转基因技术培育出了阿米巴病疫苗蛋白。这种转基因方法的产量高、费用低，并且能成功地防止所转入的基因传播到同环境里的其他作物。科学家把种能刺激人体免疫应答的抗原分基因转入了烟草的叶绿体中。在动物实验中，烟草制造的抗原成功诱导了免疫应答，抗原是其它改造抗原的4N20倍。

2008年美国斯坦福大学医学院隆·利维教授通过烟草植物制成的疫苗可以帮助淋巴瘤思者抗击该病。滤泡型B细胞淋巴瘤是种能攻击人体免疫系统的非霍奇金淋巴瘤。这种癌症可以产生一种在健康细胞中不存在的特殊抗体。研究人员通过改变该病毒，加入从病人癌细胞中提取的特殊抗体基因。然后，他们将携带着该基因的病毒注射进烟草植物，再从这些烟草植物中提取和制作疫苗，注入癌症患者体内协助抗癌。通过采用种新方法，研究人员将基因改良后的烟草植物制成疫苗，从而能帮助某些癌症患者抵抗其体内的癌细胞。其基本理念是利用人体自身的免疫系统抗击癌症。

2010年2月美国启动了Greenvax项目。这是个通过在本塞姆氏烟草中培植流感病毒来达到加速疫苗生产目的的项目。由于本塞姆氏烟草较容易接受外来DNA影响进行转变，并且种植简便只需阳光、水分和矿物质等本体优势，所以被科学家们选为疫苗培育的重要载体。科学家对细菌进行基因改造，使其携带最新流感病毒的标记物，之后让细菌感染本塞姆氏烟草植株。细菌的DNA侵入烟草细胞，而烟草细胞会根据DNA的指令合成出流感病毒蛋白。之后，研究人员提取出流感病毒蛋白。如果将由此获得的流感病毒蛋白注入人体，它们就会像其他疫苗一样，训练人体攻击流感病毒。与用鸡蛋培育疫苗的传统方法相比，从本塞姆氏烟草培养及提取疫苗的方法全过程所需的费用只有其1／4，而速度却要快3倍。而速度对于疫苗，尤其是流感疫苗的生产来说至关重要。2011年，项目组计划试产1000万支H1N1疫苗并展开针对这些疫苗的临床试验。

从燃烧到燃料

2010年美国加州大学伯克利分校的研究人员将烟草花叶病毒进行基因改造，然后喷洒在烟草植物上，病毒促使植物细胞产生了大量人造载色体，其能够将阳光中的光子转化为电子，通过实验发现烟草具有较强的集光效率。由于这些转基因烟草植物自身并不能发电，研究人员必须将载色体结构从收割的烟草中提取，并放入一种液体溶液中溶解，然后将溶液喷洒在玻璃或者塑料基板上来制造太阳能电池。到目前为止，研究人员利用这种技术生产的太阳能电池还无法成功将光转化为电能，但与传统太阳能电池相比，这些“植物制造”的太阳能电池具有诸多潜在优势。比如它们不需要使用有毒的化学物质，本身可生物降解，生产成本也很低。不过，另一方面生物太阳能电池的使用寿命可能短于硅太阳能电池。

2011年美国劳伦斯伯克利国家实验室对烟草植物进行基因工程改造。利用太阳光直接在叶片中产生燃料分子。1000英亩的烟草可生产超过100万加仑的燃料。由于烟草在美国以及其他100多个国家大量种植。每年全世界的烟草产量可以储存大量的燃料。这个项目，由伯克利实验室地球科学部的植物化学家简森教授(Christer Jansson)领衔。在烟草燃料项目中，借以太阳能转化而改变生物燃料的方式，创建个能够捕获空气中的CQ并将其转化成为可以直接注入油箱燃料的工厂。改造过的生物质被粉碎之后，可以提取碳氢化合物分子，并将其分解成为较小的分子，用于生产汽油、柴油或喷气燃料。科学家们将从蓝藻中编码合成烷烃等碳氢化合物的酶基因着手，人工合成该基因，并在烟草中混合提炼。基因改变的烟草能够利用尽可能多的碳，并提高碳氢化合物产量。普通烟草很快即达到二氧化碳饱和状态，为了提高植物的碳吸收，研究人员将利用蓝藻周围水中的碳酸盐，并将其运送至烟草细胞内，二次对烟草进行基因的转变。研究小组希望能在18个月之内种植出第一株转基因干重含20％-30％是碳氢化合物的烟草植物。