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俄勒冈州的人工林于2014年10月生长，第二年。
俄勒冈州立大学的一位研究人员说，西北和西南地区的野外试验表明，可以对杨树进行基因改造，以减少对空气质量的负面影响，同时保持其生长潜力几乎不变。
今天发表在《美国国家科学院院刊》上的研究结果非常重要，因为白杨种植园全球覆盖了940万公顷，是15年前使用土地的两倍多。杨树是生长迅速的树木，是生物燃料和其他产品的来源，包括纸，托盘，胶合板和家具框架。
杨树人工林的一个缺点是树木也是异戊二烯的主要生产者，异戊二烯是天然橡胶的主要成分和一种预污染物质。
成长的第一年，于2013年5月在亚利桑那州种植了人工林。
异戊二烯的增加会对区域空气质量产生不利影响，还会通过导致更高水平的大气气溶胶生产，空气中更多的臭氧层和更长的甲烷寿命而使全球能源预算不平衡。臭氧和甲烷是温室气体，臭氧也是呼吸道刺激物。
杨树和其他树木，包括橡树，桉树和针叶树，会因气候压力（例如高温）而在其叶片中产生异戊二烯。
由亚利桑那大学，德国生化植物病理研究所，波特兰州立大学和OSU的科学家领导的一项研究合作，对不产生异戊二烯的转基因杨树进行了研究，然后在俄勒冈州和亚利桑那州的人工林中进行了为期三年的试验。
他们发现，异戊二烯生产受到基因抑制的树木在光合作用或“生物量生产”方面没有遭受任何不良影响-它们能够产生燃料并生长，并且与生产异戊二烯的树木一样。
OSU森林学院的杰出森林生物技术教授史蒂夫·斯特劳斯（Steve Strauss）表示，对这一发现有两种可能的解释。
一个是，由于没有生产异戊二烯的能力，经过修饰的杨树似乎正在制造“补偿性保护性化合物”。
另一个是大多数树木的生长都发生在一年中的凉爽时期，因此引发异戊二烯生产的热应激对当时的光合作用几乎没有影响。
施特劳斯说：“我们的发现表明，可以减少异戊二烯的排放而不会影响温带森林人工林的生物量生产。”“这就是我们要检查的内容-您是否可以降低异戊二烯的产量，这对生物质生产率和总体植物健康有影响吗？看起来它也不会显着受损。在过热的亚利桑那州，如果异戊二烯对生产率至关重要，它将以惊人的方式出现，但事实并非如此。植物很聪明-它们会补偿并在需要时做一些不同的事情。”
2013年6月，在亚利桑那州种植园的代表性树上收集了测量值。
在这项研究中，科学家使用了一种称为RNA干扰的基因工程工具。RNA（核糖核酸）从每个细胞的DNA（脱氧核糖核酸）中传递蛋白质编码指令，脱氧核糖核酸保留了生物体的遗传密码。
Strauss说：“ RNA干扰就像疫苗接种一样-它触发了一种天然且高度特异性的机制，从而抑制了特定靶标，无论是病毒RNA还是内源基因的RNA。”“您也可以在DNA水平上使用CRISPR做到这一点，而且通常效果更好。”
CRISPR是“成簇的规则间隔的短回文重复序列”的缩写，它以特定的遗传密码片段为目标，用于在精确位置进行DNA编辑。
“您也可以通过常规育种做同样的事情，”施特劳斯说。“这将大大降低效率和精确度，对于育种者来说可能是一场噩梦，他们可能需要重新评估其所有种质，并可能因此排除其最有生产力的品种，但这是可以做到的。”
亚利桑那大学的通讯作者拉斯·蒙森（Russ Monson）说，这项研究为未来的异戊二烯研究奠定了基础，包括在不同的生长环境中。
蒙森说：“可以在不显着减少生物量产生的情况下改善杨树品种的生产方式，这使我们感到非常乐观。”“我们正在努力实现更大的环境可持续性，同时开发可以用作化石燃料替代品的人工林规模的生物质资源。我们还需要继续努力寻求解决方案，以解决当前的监管和市场障碍，从而使转基因树木的大规模研究和商业用途变得困难。”
施特劳斯说，可持续森林管理系统及其认证机构是在假设转基因等同于危险的前提下运作的。
他说：“如果某种东西是转基因生物，那将是有罪的，直到今天在许多人和我们的法规中被证明是安全的。”这些技术是需要科学研究的新工具，需要根据具体情况进行评估和完善。我们非常需要扩大可持续和可再生林产品和生态服务的生产，而生物技术可以帮助满足这一需求。
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参考：Russell K. Monson，Barbro Winkler，Todd N. Rosenstiel，Kaja Block，Juliane Merl-Pham，Steven H. Strauss，Kori Ault，Jason Maxfield，David JP摩尔（Moore），妮可·A·特拉汉（Nicole A. DOI：
10.1073 / pnas.1912327117
加利福尼亚大学河滨分校，美国宇航局戈达德太空飞行中心以及德国格赖夫斯瓦尔德微生物研究所的科学家也进行了这项研究。
美国国家科学基金会，德国教育和研究部，波特兰通用电气，美国农业部，波特兰州立大学，俄勒冈州立大学和亚利桑那州都为这项研究提供了支持。
