转基因植物正延伸到化学产品的领域。
人们驱车开进佐治亚过去曾是僻静的农场，笑迎人们的是那卷曲的黄花。在冬风的吹拂下，看上去花儿平凡却显得格外美，但这些植物却实在不平凡。
这些平常的作物——蔓菁或油菜籽，实际上是变种作物Canola，其产生的种子中含有月桂酸，即一种用于制造清洁剂肥皂的12-碳脂肪酸，它不是自然界的产物，Canola产生肥皂原料。更确切地说，在加利福尼亚卡尔吉恩生物技术公司实验室采用生物工程创造这些不正常的植物。卡尔吉恩公司的科学家们已使Canola含有一种产生月桂酸酶的基因，结果表明种子中大约含40%的月桂酸。
目前，美国进口（主要从菲律宾）价值约3.5亿美元的椰子和棕榈油，迄今这是主要的天然月桂酸来源。如果用遗传工程月桂酸取而代之，那么这将可种植在自家的草皮上，有利于走进美国市场，生物技术公司正采用他们的技术实现这一目标。
去年夏天，几千英苗商业地种植了产生月桂酸的Canola，这是世界上第一种市场化的遗传工程非食物植物，已专卖给一家主要的肥皂制造商。
其它遗传工程作物也紧追其后。通过多方努力，这一领域正走向“分子农场”，实验作物通过遗传工程技术生产工业酶、可生物降解的塑料、润滑剂，特别是纤维质、药物和疫苗。生物技术成果就是获得像Canola和大豆这样的普通作物，最后完全组成新的小生境。
“机会是无止境的。”孟山都农业技术公司董事加内什 · 基肖（Ganesh Kishore）说。“不妨设想，美国每年从大豆中获得190亿磅油，如果我们不能大规模地种植生产许多商品是没有道理的。”
这种革命性农业的主要驱使因素是金钱。“最大的希望是我们从植物中获得的商品比从石油中获得的便宜。”密执安州立大学一位植物生物化学家约翰 · 奥尔罗杰（John Ohlrogge）说。这种开发将使美国工业渐进到更新资源并抛弃昂贵的石油化学品的轨道上来。而且，生物工程植物可使农场主们获得新的商品作物，减少政府资助的过剩作物如玉米。
孟山都公司预言，到2005年每年的植物生物技术市场额将上升到60亿美元。同期非食物生物技术作物出售额将达到3.2亿美元。
基肖预测：“工业生产植物将呈波浪式前进，伴随着特制油和特殊蛋白质的诞生已经开始，5年内我们将出现在商业舞台上。25年内植物生物技术产品将遍布全世界。”
大大缩短最后期限
有希望的植物生物技术在70年代首次亮相，当时Ciba-Geigy、Sandoz和其它公司已开始购买种子公司。特别注重农业生物技术的公司出现。1981年，孟山都公司开放了农业分子生物学实验室。那里的研究人员认为，改造的新基因可创造耐寒作物，可更有效地抗除草剂和害虫。、
整个80年代，科学家们开始译解如拟南芥之类简单植物的遗传基因。1994年，消费者发现第一个遗传工程作物出现在他们的食品货架上 :卡尔吉恩的Flavr Savr?西红柿配有一个使果实慢慢成熟的基因。一种较甜的豌豆和较长的耐久红胡椒也采用DNA技术获得。
威斯康星州米德尔顿的Agracetus公司希望5年内采用遗传工程技术将一种基因导入棉花，使棉花纤维的中空产生一种类似聚酯的化合物。公司目标是获得融柔软、无皱、聚酯纤维为一体的新棉花。该公司还计划使工程植物大量生产酶和药物。
威斯康星大学的生物技术中心的酶研究在遗传工程研究中处于重要地位。研究者希望工程苜蓿能产生用于生物泵和淀粉转换的酶。
威斯康星研究小组计划，利用一种称为湿式分离技术，在饲料作物中将单个化学键裂开。奥斯汀说：“前提是一种作物的每个部分比整体更有价值。”对作物而言，一种工程植物酶会产生更大的价值。
天然塑料
过去10年间，人们曾认为细菌是生物工程药物的最佳选择，单个微生物每天以百万计繁殖。有意义的是，研究人员正探索将一种天然塑料制造物导入到一种普通细菌真养产碱菌（Alcaligenes eutrophus）体内。
科学家们发现，当真养产碱菌生长在碳源丰富的培养基时，通过产生微小的富含碳的多羟基丁酸（PHB）的颗粒贮备超量的硫，这种颗粒是一类可生物降解的塑料。面临困境时细菌酶便分解塑料，耗用累积的碳作为营养。
一种想法是：研究者将把真养产碱菌看作“碳缸”（或细菌具有相似能力）。诱发微生物制造大量可更新的便宜塑料。问题是，细菌发酵费用昂贵，而塑料生产商却想要便宜的。
科学家们考虑用细菌生产塑料，密执安州立大学一研究小组提出了一个关键性的问题：植物是否也能像细菌那样生产化学品。例如植物能生产许多淀粉。为什么不采用改良的转移基因，将细菌制造塑料机制导入工程植物体呢？
1990年，萨默维尔实验室，发现几种真养产碱菌酶能协同将碳转移到PHB微粒中。他们决定将可表达酶的细菌基因与花椰菜斑纹病毒（CaMV）片断连结起来。这些混合基因被引入植物细胞中时，从理论上看可使整株植物产生高水平塑料。
像装配线一样，研究者首次将每种基因放入它自己的CaMV媒介体。它们产生了几套植物，每套表达一种酶。随后萨默维尔对植物体进行异花传粉，以使真养产碱菌能生产塑料颗粒。
研究人员等待着。3周后微小的转基因真养产碱菌问世了，但不久便明显消失。植物发育受阻，产生的PHB已耗尽了真养产碱菌营养源，使植物体变得营养不良。当萨默维尔在显微镜下看到转移的真养产碱菌时，他还发现只有低水平的PHB通过细胞核、液泡和细胞质杂乱地分散着。PHB颗粒无一个中心地，真养产碱菌被简单地充塞，任何地方都能找到空间。实验只是一个起点，远非成功。萨默维尔幽默地说：“有时我考虑，我做的是遗传修补，而不是遗传工程。植物生物学是一种实验，你绝不可能十分准确地预言。”
随后他与同事决定尝试向一类贮藏细胞器的真养产碱菌的质体提供产生PHB的酶。
萨默维尔将一种以质体为目标的基因加入到最初产生塑料的基因混合物中，他还把真养产碱菌置于遗传汤的作用下，他等待着经杂交的植物后代能承受所有的细菌酶。
这时他进行了试验，真养产碱菌生长良好，尽管显得小而到终点。细胞核、细胞质和液泡很清晰，在植物质体中整团的PHB微粒像在细菌体内一样出现。事实上植物累积的PHB干重达14%，比他最初研究的植物高100倍（比较大豆油含量约为15%）。
“我们非常高兴。”萨默维尔说。“实质上我们已证明，完全可以制造这种要素，在商业上也令人感兴趣。”
随着生产塑料的真养产碱菌的成功，萨默维尔获得了这项技术的专利，并希望在商业作物中重复这一结果。萨默维尔的实验室正转向尼龙。他说：“我们知道，某些野生的非经济的重要植物种能产生制造尼龙的脂肪酸，技巧是发现有用基因，并将其转移到栽培作物。我们坚信我们必定成功。”
走完全程
科幻小说是具有魅力的，但植物生物技术学却是艰难的工作。要分离一种有用的基因是一种挑战，如密执安的奥尔罗杰所认识的那样。奥尔罗杰希望操纵canola产生岩芹酸，这种酸用了制造人造黄油和松酥油脂。
在canola中产生岩芹酸不像产生月桂酸那样容易。卡尔吉恩的月桂酸产生酶是通过一种基因控制的，这种基因是从加利福尼亚的月桂树上分离的。公司几年内便进行了田间试验。
另外，奥尔罗杰发现不是一个，而是两个或三个基因控制岩芹酸的产生。“在我们把所有碎片装配在一起之前，我们已进行了生物化学研究。”他说：“我确信我们一定成功。但这需要双倍的时间。现在我们实验室正在分离我们认为优良的其它基因。”
基因表达是另一障碍物。采用转基因苜蓿进行4年开拓性田间试验后，威斯康星大学生物技术中心主任里查德 · 伯吉斯（Richard Burgess）—直没看到他所希望的5%酶表达水平。“我们已取得进展，但远不够。”伯吉斯说。“这是一个在田间处理的重要挑战。但转移和再生程序需继续推敲。”
萨默维尔确信，植物作为一个工厂雏形代表着植物生物工艺学的未来。“我认为维持这项研究是社会趋势。”萨默维尔说。“这些植物有益环境，无污染。如果我们能在竞争中提供植物产品，那么我们必胜。”
[BioScience，1996年2月]