转基因技术又与传统育种技术明显不同。首先，转基因技术可以打破物种的界限，实现传统育种技术不能做到的物种间的基因转移，理论上可实现任何物种间的基因交流。其次，转基因技术实现了对具体基因进行精确操作。传统育种技术通常是在基因组水平上对目标物种进行选择的，对于目标物种后代性状的预见性相对较差；而转基因技术则是针对功能明确的基因进行操作和转移，可以准确地预知转基因后代的性状。就是由于转基因技术与常规育种技术间存在的这两个明显的不同，使科学家通过转基因技术可以更加快速、高效地改变目标物种的性状特征，从而极大地加快了育种的速度、提高了育种的效率。
过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然的方式来积累优良基因。遗传学创立后近百年的动植物育种则是采用人工杂交的方法，进行优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改良。
因此，转基因技术与传统技术是一脉相承的，其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。传统的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进行，操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能准确地对某个基因进行操作和选择，对后代的表现预见性较差。比如一个作物（品种）高产但不优质，另一个作物优质但不高产，科学家就很自然会想到要让这个作物既优质又高产，就利用杂交的办法，但往往事与愿违，因为杂交后代既继承了一些我们希望得到的性状，同时也继承了一些不需要或不好的性状，这就需要通过长期的育种筛选把不希望的性状筛掉，这使得杂交育种的成功率很低、年限很长。而转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因，功能清楚，后代表现可准确预期。我们可以把优质的基因找出来，导入到高产的作物中，准确、高效地实现基因的交换，也可以把高产的基因导入到优质的品种里，从这个意义上来说转基因技术跟传统技术没有本质的区别，转基因技术是对传统技术的发展和补充，将两者紧密结合，可相得益彰，大大地提高植物品种改良的效率。传统育种方法涉及到混合除了能提供特异性状的基因之外的成千上万的基因，也可能导致丢失对植物生长有益的其他性状的基因。传统育种方法在保证特异性状的基础上要利用大量的时间和精力恢复其他有价值的性状。基因修饰技术允许食品生产者添加或增强有用有价值性状的特异表达，或者移除不需要的性状。这项技术允许食品生产者运用更加精确的方法添加想得到的特异性状，而不会失去其他有益的特征，因为不需要的基因不会发生转移。
1、涵义的不同
转基因育种技术指在体外将目的基因或异源DNA片段，与适当的载体(Ti-质粒或病毒)进行重组，得到杂种DNA分子，然后将杂种DNA分子导入并整合到受体细胞染色体上，在受体细胞中复制、转录、翻译和表达出导入DNA所携带的优良遗传性状，从而按育种目标定向培育出抗性更强、产量更高、品质更好、营养更丰富、生产成本更低的转基因的新作物、新品种。传统育种技术，主要通过有性杂交，以及利用自然突变，或通过化学或物理方法进行人工诱
变，然后选育获得新品种。虽然该技术已为人类做出了很大贡献，但是遗传诱变可能引起所
有性状随机的和不可预测的遗传变异，具有很大的不精确性和不可预见性。
2、基因转移的范围和效率不同
（1）传统育种技术一般只能在生物的种内实现基因转移，而转基因技术所转移的基因则不受生物物种间亲缘关系的限制，可以跨越物种，甚至是属、纲、门、界来转移遗传物质。（2）传统育种技术一般是在生物个体水平上进行，操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能准确的对某个基因进行操作和选择，对后代的表现预见性差。转基因技术所操作和转移的一般是一个或少数几个经过明确定义的基因，功能清楚，后代表现可准确预期。广泛的科学证据证明，转基因技术在遗传物质的导入方面，具有杂交和其他传统育种方法无法比拟的精确性。
3、目的性不同
转基因技术目的性比传统育种技术更强。传统育种技术是通过选择，有时候自然界也会产生自发突变，然后进行人工选择，能够获得一个植物的新品种，但是这个取决于大自然的恩赐。在育种过程中，目的性不是很强，要凭经验和运气。而转基因技术目的性非常强，它可以为作物改良者们提供一个将单个基因导入作物并使之表达理想性状的新方法，具有更好的可预见性。
4、育种周期不同
传统的杂交育种很大程度上依赖于有性杂交，涉及父母本的所有基因，要获得一个理想性状往往需要几个世代的正交和反交。所以，一个作物品种育成和上市往往要花15年甚至更长时间。而利用转基因技术可以在1个或2个世代中完成基因转移，育种周期相对较短。
5、提供的产品特性不同
转基因技术可提供大量新的有用的产品，这些产品能够提高作物产量和品质，生产所需要的疫苗和药品，甚至能够作为生物反应器，生产比较稀缺的资源替代自然资源。如转基因油菜
可以用来生产生物柴油，既环保又可以节约成本，减少资源消耗。
转基因技术与传统育种技术相比，具有两方面的优势：一是传统育种技术一般只能在同一物种内实现基因转移，而转基因技术可打破不同物种间天然杂交的屏障，扩大可利用基因的范围；二是传统的杂交育种技术操作对象是整个基因组，不可能准确地操作和选择具体基因，而转基因技术所操作和转移的基因具有明确功能，后代表现可准确预期。
转基因生物技术育种的利与弊 转基因技术是通过将人工分离和修饰过的基因导入生物体基因组中，借助导入基因的表达，引起生物体性状可遗传变化的一项技术。转基因生物技术是一项全新的育种技术，也是当前国际上进展最快、竞争最激烈的研究领域之一。1996年，全球转基因作物种植面积达到160万公顷。在随后的十几年中，转基因技术的应用得到了迅速发展，已成为近代育种史上发展最快、效率最高的作物改良技术。2011年，全球转基因作物种植面积已超过1.6亿公顷，比1996年增加94倍，16年累积种植面积为12.5亿公顷。而积为12.5亿公顷。按种植面积计算，全球75%的大豆., 82%的棉花, 32%的玉米以及26%的油菜是转基因品种。耐除草剂性状是转基因作物的主要性状，2011年，耐除草剂大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜以及苜蓿的种植面积达9 390万公顷，占全球转基因作物种植面积的59%，具抗虫性状的转基因作物种植面积为2 390万公顷，占总种植面积的15%。 自20世纪90年代生物技术育种诞生以来，转基因作物的商品化应用及山此引发的一系列问题就引起公众的广泛关注。 1999年康奈尔大学指称，用拌有转基因抗虫玉米花粉的马利筋叶片饲喂帝王蝶幼虫，发现幼虫生长缓慢，死亡率高达44%，从而认为抗虫转基因作物对非靶标昆虫产生威胁。由于该实验是在室内进行的，不能反映田间情况，且没有提供花粉量的数据而遭到同行科学家的质疑；2012年9月，法国卡昂大学等发表了一项毒理学研究，表明转基因玉米和农达除草剂会引起实验室大鼠的乳腺肿瘤，并可能导致其过早死亡。这篇文章一经发表就在全球范围内引起广泛关注。为此，欧洲食品安全局成立了专门工作小组，由监管产品部门负责人担任主席，小组成员包括生物统计学、实验设计、哺乳动物毒理学、生物技术、生物化学、杀虫剂安全评价和基因修饰生物安全评价相关的专家，对该论文的相关研究工作展开深入调查。调查结果表明，该研究中实验设计和数据分析等诸多重要细节被省略，仅凭文章给出的信息并不能得出相关结论，不能作为评估转基因玉米健康风险的有效依据。 我国现已批准转基因棉花、番茄、甜椒、矮牵牛、杨树)和番木瓜的商业化生产，但实际上仅有转基因棉花和番木瓜真正进入市场应用。转基因作物自商业化以来，一直而临着安全性的质疑，公众最为担心的是转基因植物是否能够通过
植物转基因育种概述 https://www.doczj.com/doc/e87413127.html, 来源：中学生物学 作者：李志翔 日期：2007-10-1 为了培育高产、优质、抗逆性强的作物新品种，需将一种植物的优良遗传性状转移到另一种植物体中。若采用传统的杂交育种法进行随机筛选或通过组织培养、理化诱变、细胞融合等方法定向筛选优良性状培育新品种，其盲目性较大，筛选效率低，又有明显的种属界限而产生一定的生殖障碍，成功率不高。目前发展起来的植物基因工程技术则能有效地解决上述难题。通过特定目的基因的定向转移，其遗传变异频率比自发突变高出102～104倍，选择效率高，大大地避免了盲目性；又由于基因来源广泛，打破了种属界限，可以克服杂交育种过程中的生殖障碍，成功率提高。因此，植物基因工程技术已成为作物遗传育种的有效新途径，倍受重视。通过基因工程技术定向转移基因后获得的植物，称为转基因植物。 自1983年世界上首次成功获得第一株转基因植物以来，植物基因工程技术已广泛应用于作物品质改良、抗病性、抗虫性、抗病毒性、抗除草剂、杂种优势的利用等方面。迄今，全世界至少有300多种基因（性状）用于转化植物、微生物和动物。许多转基因产品已陆续投放全球市场，经济效益显著。 1 抗病毒转基因植物 植物病毒病是我国农业生产上最主要的病害之一，对我国的粮食作物、经济作物及果树蔬菜均造成严重危害， 经济损失巨大，但迄今缺少有效的化学防治方法。目前
人们已经可以通过植物基因工程技术，获得抗病毒转基因植物，以控制植物病毒的危害。其原理是： 一是利用植物生物技术，将病毒外壳蛋白基因或卫星RNA基因转入到植物基因组中，并获得转基因植株。这些植株叶片细胞中就会有病毒外壳蛋白或卫星RNA的表达和积累，就能够抑制相应的侵染病毒的RNA复制，从而可以减弱病毒病的症状或推迟病毒病发生时间，即具有一定的抗病毒能力。二是将病毒的反义RNA的相应DNA序列重组到植物的基因组里，使其合成反义的RNA。当植物被相应的病毒感染时，病毒的mRNA就可能与植物细胞中合成、积累的病毒反义RNA结合而无法反向复制和转录，从而控制病毒对植物的危害。 1.1 抗烟草花叶病毒的转基因植物 烟草花叶病毒（TMV）是一种RNA病毒，由单链RNA及外壳蛋白组成。研究证明，TMV侵染植物后，其外壳蛋白具有抑制新侵染相应病毒释放mRNA的作用。目前已成功地将TMV外壳蛋白基因转入到烟草细胞中，表达了病毒蛋白并对该病毒产生了抗性。 1.2 抗黄瓜花叶病毒转基因植物 黄瓜花叶病毒（CMV）对农作物危害极为严重，可侵染上千种植物。目前人们已成功地将CMV的卫星RNA基因转入到烟草、辣椒、甜瓜、番茄和矮牵牛等植物中，在植物体内合成、累积的卫星RNA，可以抑制相应的病毒RNA的复制，能显著减轻病毒的危害。 此外，人们还培育出了抗苜蓿花叶病毒（AMV）、抗烟草环斑病毒（TobRV）的转基因植物，抗病毒效应都非常显著。
转基因技术的基本概念:(来源：生命经纬) （一）转基因技术的定义 将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”（Genetically modified organism，简称GMO）。 （二）几种常用的植物转基因方法 遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株可分成两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一类方法不需要通过组织培养，目前比较成熟的主要有花粉管通道法。 1．农杆菌介导转化法 农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。 农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物（尤其是水稻）中也得到了广泛应用。 2．基因枪介导转化法 利用火药爆炸或高压气体加速（这一加速设备被称为基因枪），将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比，基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单，因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。 3．花粉管通道法 在授粉后向子房注射合目的基因的DNA溶液，利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道，将外源DNA导入受精卵细胞，并进一步地被整合到受体细胞的基因组中，随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法于80年代初期由我国学者周光宇提出，我国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株，技术简单，不需要装备精良的实验室，常规育种工作者易于掌握。（三）常用的动物转基因技术 1．显微注射法 在显微镜下，用一根极细的玻璃针（直径1-2微米）直接将DNA注射到胚胎的细胞核内，再把注射过DNA的胚胎移植到动物体内，使之发育成正常的幼仔。用这种方法生产的动物约有十分之一是整合外源基因的转基因动物。 2．体细胞核移植方法 先在体外培养的体细胞中进行基因导入，筛选获得带转基因的细胞。然后，将带转基因体细胞移植到去掉细胞核的卵细胞中，生产重构胚胎。重构胚胎经移植到母体中，产生的仔畜百分之百是转基因动物。 （四）转基因技术与传统技术的关系 自从人类耕种作物以来，我们的祖先就从未停止过作物的遗传改良。过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然的方式来积累优良基因。遗传学创立后近百年的动植物育种则是采用人工杂交的方法，进行
转基因研究的现状及发展 转基因作物是当今世界各国现代生物技术产业研究的热点，中国的转基因生物技术发展一、我国转基因作物的发展现状迅速，由于科学界对转基因作物对人类及生态环世界上最早的转基因作物诞生于年，是一境利与弊的争论，措政府应制定相应的政策、施对到种含有抗生素药类抗体的烟草。世纪年代，其进行安全管理。本文论述了转基因作物在国际农业生物技术已逐渐成为各国现代生物技术产业研国内的发展现状，分析了转基因作物对人类及生态环境的利与弊以及关于我国转基因作物安全管究的热点。 转基因技术的应用 1．在畜牧兽医中的应用 应用于动物抗病育种转基因技术可以用于动物抗病育种，通过克隆特定基因组中的某些编码片段，对之加以一定形式的修饰以后转入畜禽基因组，如果转基因在宿主基因组能得以表达，那么畜禽对该种病毒的感染应具有一定的抵抗能力，或者应能够减轻该种病毒侵染时对机体带来的危害。（其用于遗传育种，不仅可以加速改良的进程，使选择的效率提高，改良的机会增多，并且不会受到有性繁殖的限制。）例如Clements等将绵羊髓鞘脱落病毒的表壳蛋白基因转入绵羊，获得的转基因动物抗病力明显提高；丘才良把一种寒带比目鱼抗冻基因成功地转移到大西洋鲑中，为提高某些鱼类的抗寒能力做了积极的尝试。 2．在医学领域中的应用 用于生产药用蛋白用转基因动物的乳腺生产重组蛋白（乳腺生物反应器）可能是转基因动物的最大应用，这也是世界范围内转基因研究的热点之一。Swamdom （1992）用β-球蛋白的4个核酸酶I的高敏位点与人的两个基因相连，融合基因产生的转基因猪与鼠的原型相似。目前，把转基因动物当作生物反应器来生产药用蛋白已经受到国际社会的极大关注，不仅各国政府投资，一些私人集团也不惜投入大量资金加以研究和开发。 3．转基因的应用存在的问题及展望 （1）转基因表达水平低，许多转基因的表达强烈地位受着其宿主染色体上整合位点的影响，往往出现异位表达和个体发育不适宜阶段表达，影响转基因表达能力或基因表达的组织特异性，从而使大部分转基因表达水平极低，极少部分基因表达水平过高。 （2）难以控制转基因在宿主基因组中的行为，转基因随机整合于动物的基因组中，可能会引起宿生细胞染色体的插入突变，还会造成插入位点的基因片段丢失，插入位点周围序列的倍增及基因的转移，也可能激活正常状态下处于关闭状态的基因。 （3）不了解哪些基因控制多数生理过程，不了解基因表达的发育控制和组织特异性控制的机制。 （4）制作转基因动物的效率低，这是目前几乎所有从事转基因动物研究的实验室都面临的问题，也是制约着这项技术广泛应用的关键。 （5）对传统伦理是一种挑战，对人类的生存有一定的负面作用等。 当然，我们不能因为这些缺点的存在就否定转基因技术的研究价值。因为它作为一种新兴的生物技术，配合其他相关的生物技术将具有广阔的应用前景。随着这一技术日趋成熟，许多问题有望逐步得到解决。
生物与环境工程学院课程论文 转基因作物的研究进展 学生姓名： 学号： 专业/班级： 课程名称：生物工程原理 指导教师：教授 生物与环境工程学院 2011年5月
转基因作物的研究进展 摘要：人们将所需要的外源基因(如高产、抗病虫害优质基因) 定向导入作物细胞中, 使其在新的作物中稳定遗传和表现,产生转基因作物新品种, 是大幅度提高作物产量的一项新技术。本文先描述了转基因作物的发展进程，对其基因问题的研究作了讨论，并列出转基因作物目前存在的主要问题并作分析，最后对此项技术作出展望。 关键词：转基因作物；DNA技术；基因导入；安全性 前言 转基因植物（transgenic plant），是指基因工程中运用DNA 技术将外源基因整合于受体植物基因组、改变其遗传组成后产生的植物及其后代。转基因植物的研究主要在于改进植物的品质，改变生长周期等提高其经济价值或实用价值。[ 1 ]其主要范围是在作物方面，如可食用的大豆、玉米等，或者可投入生产的棉花等作物。 从表面上看来，转基因作物同普通植物似乎没有任何区别，它只是多了能使它产生额外特性的基因。从1983年以来，生物学家已经知道怎样将外来基因移植到某种植物的脱氧核糖核酸中去，以便使它具有某种新的特性：抗除莠剂的特性，抗植物病毒的特性，抗某种害虫的特性。[ 2 ]这个基因可以来自于任何一种生命体：细菌、病毒、昆虫等。这样，通过生物工程技术，人们可以给某种作物注入一种靠杂交方式根本无法获得的特性，这是人类9000年作物栽培史上的一场空前革命。[ 3 ] 1 转基因作物的发展进程 转基因作物的研究最早始于20世纪80年代初期。1983年，全球第一例转基因烟草在美国问世。1986年，首批转基因抗虫和抗除草剂棉花进入田间试验。1996年，美国最早开始商业化生产和销售转基因作物(包括大豆、玉米、油菜、
作物转基因育种研究进展 摘要：近年来，植物基因工程取得了辉煌的成就，而转基因技术由于其巨大的产业价值,特别是在作物品质改良、产量和抗逆性提高等方面的明显优势,一直是国际农业高新技术竞争的焦点和热点。本文主以棉花、玉米、水稻为例就转基因育种技术在作物上的研究进展进行相关的介绍。 关键词：作物，棉花，玉米，水稻，转基因育种，研究进展 植物转基因技术是指利用重组技术、细胞DNA培养技术或种质系统转化技术将目的基因导入植物基因组，并能在后代中稳定遗传，同时赋予植物新的农艺性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。常规育种常常受有性杂交亲和性的制约，而利用转基因技术可以打破物种界限、克服有性杂交障碍，快速有效地创造遗传变异，培育新品种、创造新类型，大大缩短新品种育成的时间。因此，随着现代生物技术的迅速发展，植物转基因技术也蓬勃发展［1］。 1 转基因棉花育种的研究与进展 近年来，随着基因工程技术的不断发展，利用生物技术来创新棉花种质资源和培育新品种是一条非常有效的途径，极大地推动了棉花遗传育种的发展［2］。中棉所是世界上唯一可以同时采用农杆菌介导法、花粉管通道法、基因枪轰击法快速获得转基因抗虫棉新材料的技术平台,能将植物嫁接技术成功应用于转基因棉花的快速移栽,成活率超过90%。未来3~5年,中棉所将挖掘、整合与优化抗病、抗除草剂等基因10个,筛选高产因子、高品质纤维等基因或分子标记150个,创造转基因棉花育种新材料100份以上,培育重大新品种(组合)3~5个。 1.1转抗虫基因 1991年成功将外源Bt基因导人棉株中，1992年人工合成了全长1824bp的CrylAb和CrylAc融合的GFMCry1A基因，并于1993年采用农杆菌介导法和外源基因胚珠直接注射法成功导入晋棉7号、中棉12、泗棉3号等主栽品种，获得了高抗棉铃虫的转基因棉花株系；包含CryIAc和AP基因双价抗虫基因载体，通过农杆菌介导转化冀合321胚性愈伤组织，经6代筛选后培育出抗棉铃虫90%的纯合品系，且农艺性状均优于对照。 1.2转抗黄萎病相关基因 利用花粉管通道法和农杆菌介导转化法将菜豆中的几丁质酶和烟草中的葡聚糖酶基因转入棉花，并从转基因高世代材料中筛选出了高抗黄萎病的品系；将天麻抗真菌蛋白基因用花粉管通道法转化天然彩色棉主栽品种，从高世代系中选育出既抗枯萎病又抗黄萎病的兼抗材料；将葡萄糖氧化酶基因(GO)转入棉花，转基因后代对枯萎病和黄萎病抗性均有显著提高，部分材料抗性达到抗病水平。1.3转抗除草剂基因 1997年由美国孟山都公司推出抗除草剂棉花抗性品种，他们从土壤农杆菌变种CP4中分离到编码抗草甘膦酶的基因，并通过农杆菌介导法转化珂字棉312，把该基因导入棉花植株，从而使其对草甘膦产生抗性。采用中棉35下胚轴为材料，将草甘膦突变基因aroAM12导入到棉花中，获得65棵再生植株，通过Southern及Western试验验证了该基因的导入和表达状况，结果表明，转化株对草甘膦具有很高的抗性；将抗草甘膦基因aroAM12和抗虫基因Btslm一起整合到一个载体中，并以抗草甘膦基因作为选择标记，通过转化棉花品种石远321后获得了抗草甘膦和抗棉铃虫的再生株。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e87413127.html, 我国作物转基因技术的发展与现状 作者：康国章李鸽子许海霞 来源：《现代农业科技》2017年第22期 摘要转基因技术是作物分子生物学的核心，在降低资源投入、保护环境安全、保障粮食 供给等方面显示了巨大的潜力，已成为现今应用最为迅速的作物生物技术。本文着重阐述了转基因的概念及其与以往相关技术的异同、现今应用程度、不同时期的转基因方法、我国转基因技术的发展历程、我国转基因的管理政策及加强科普宣传的重要性等方面，以期为人们更好地了解转基因技术、更加科学地对待转基因的应用和发展提供参考。 关键词作物；转基因；概念；发展历程；管理政策；科普宣传 中图分类号 S5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）22-0027-03 Abstract Transgenic technology is the core of crop molecular biology，and plays important and potential roles in reducing the input of agricultural resources，protecting environmental safety，ensuring food supply，etc. This paper introduced its concept and differences from other crop breeding technologies，present utilization，its methods，its development history during China，its strict management policies，the importance of its popular science propaganda，etc，in order to help public peoples deeply understand transgenic technology，and provide reference for its utilization and development in future. Key words crop；transgenic；concept；development history；management policies；popular science propaganda 转基因作物已在全球一些国家大面积种植，在降低资源投入、保护环境安全、保障粮食供给等方面显示了巨大的潜力[1-2]。但是转基因技术作为一种新兴技术，它带来了全球对生物安全问题的广泛关注，并引发了一系列转基因的突发事件，造成公众对转基因产生误解，这可能与科研工作者注重转基因研发工作，而忽视转基因技术的信息传播与普及推广有关。因此，2015年中央一号文件首次提出要加强农业转基因生物技术的科学普及。研究生是科研人才的 最主要后备军，主要培养目标之一是在本门学科内掌握坚实的基础理论知识。随着研究水平内容的持续深入与研究方法的不断创新，分子生物学在作物学各个领域已得到了广泛应用[3-4]。河南农业大学拥有河南省高校唯一一个一级学科国家重点学科——作物学，2010年以来，作 物分子生物学已成为该校作物学硕士研究生培养的专业学位课程。转基因是作物分子生物学中重要的研究方法，是研究基因功能、创制优异作物种质资源等的重要手段[5-6]。近年来，笔者一直担任河南农业大学作物学学科研究生的作物分子生物学课程，围绕其中重要的转基因内容从以下几方面进行了讲授，取得了较好的授课效果。在本文中，笔者结合在研究生授课中教学内容，介绍了我国转基因的发展历程及现状，以提高人们对转基因的认识与了解。
基因工程育种技术 基因工程又称重组DNA技术，是指将一种或多种生物的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物(受体)，使受体按人们的愿望表现出新的性状。 基因工程诞生于1972年，在其后几年中由于担心重组生物对环境安全的影响，基因工程技术的发展曾一度受挫。但随着人们对DNA重组所涉及的载体和受体系统进行有效的安全性改造，以及相应的DNA重组实验室设计和操作规范的建立，再加上重组DNA技术的巨大应用潜力的诱惑，重组DNA技术迅速发展，现在，基因工程已成为生物学实验室的一项常规技术，并广泛应用于医药、农业、食品、环保等许多领域。 第一节基因工程的基本过程和原理 基因工程最典型的操作如图6-1所示一般包括以下三个步骤： 1．外源DNA的获得与酶切； 2．外源DNA与经同样酶切的载体的连接； 3．连接产物转化受体细胞及阳性转化子的筛选；
分离D N A 酶切酶切 供体细胞 重组转化子 图6-1 基因工程的基本过程 由图6-1可见，基因工程操作过程需要以下基本材料：外源DNA(基因)、载体、DNA 体 外重组用的酶以及宿主细胞。 一、 载体 外源基因导入受体细胞一般都要借助于载体，基因工程中最常用的载体是质粒载体。图6-2所示pUC19就是最常用的载体之一。
图6-2 载体pUC19及其多克隆位点 载体一般含有以下几个基本元件： (一) 复制原点 载体在宿主细胞中要独立存在则应具有独立复制的能力，复制原点又称为复制起始位点(Origin，简称ori)，控制载体复制。不同生物的载体复制原点不同，同一种生物的不同载体拷贝数和稳定性有很大差别，这主要决定于载体的复制原点的性质。图6-2所示的pUC 系列载体的复制原点是pAM1的一个突变体，在合适的大肠杆菌宿主细胞中(如大肠杆菌JM109)其拷贝数可达500。整合型载体的复制原点被整合位点的同源序列替代。 (二) 筛选标记 一般是载体上的一段编码酶的基因，能赋予转化子新的性状，便于转化子的筛选。载体pUC19的筛选标记是β-内酰氨酶基因（常简写为bla或Amp r），能分解氨苄青霉素中的β-内酰氨环使其失活，因此在含氨苄青霉素的平板上，只有含质粒的转化子能生长而不含质粒的宿主细胞不能生长。抗药性是细菌载体中最常用的筛选标记，除氨苄青霉素抗性外，卡那霉素、氯霉素、四环素等抗性也常用作载体的标记。另一类常用的标记是营养缺陷型互补标记，在真核生物载体中更常用。 (三) 多克隆位点（multi cloning site, 简写为MCS）
转基因技术及其在植物育种中的应用 一、概述 从70年代重组DNA技术创建，到1983年第一株转基因烟草获得以来，国际上对转基因作物就存在着截然不同的观点：接受？抵制？随着技术日趋成熟，转基因作物由实验室进人大田中试，不少作物已向商品化发展。与此同时，转基因作物的生态风险，可能带来的环境问题、转基因产品作为食品对人体健康问题、产品贴标签问题、运输问题、国际贸易问题、知识产权问题等已引起世界性的所谓“生物安全”的论战。转基因技术实际上已由学术观点分歧，发展到知识产权问题、环境问题、经济问题甚至政治问题 二、什么是转基因技术 转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术（Transgene technology）。又名"遗传工程"、"基因工程"、"遗传转化"。 三、几种常用的植物转基因方法 遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株可分成两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一类方法不需要通过组织培养，目前比较成熟的主要有花粉管通道法，花粉管通道法是中国科学家提出的。 1．农杆菌介导转化法 农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。 农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，自从技术瓶颈被打破之后，农杆菌介导转化在单子叶植物中也得到了广泛应用，其中水稻已经被当作模式植物进行研究。 2．花粉管通道法 在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液，利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道，将外源DNA导入受精卵细胞，并进一步地被整合到受体细胞的基因组中，随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法于80年代初期由中国学者周光宇提出，中国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株，技术简单，不需要装备精良的实验室，常规育种工作者易于掌握。 3. 基因枪法 利用火药爆炸或高压气体加速（这一加速设备被称为基因枪），将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比，基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单，因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。 四、转基因植株的检测 标记基因(包括选择标记基因及报告基因)用于帮助在植物遗传转化中筛选和鉴定转化
第7章基因工程菌的培养 工程菌的稳定性 一、工程菌不稳定的表现 工程菌的不稳定实际上包括质粒的不稳定及其表达产物的不稳定两个方面。具体表现为：质粒的丢失、重组质粒发生DNA片段脱落和表达产物的不稳定。 二、引起工程菌不稳定的一些因素及对策 工程菌稳定与否，取决于质粒本身的分子组成、宿主细胞的生理和遗传特性及环境条件等三个方面 工程菌不稳定的因素：控制基因的过量表达，菌体的比生长速率，培养温度，培养基的组成 1、培养基的组成 质粒在丰富培养基比在低限培养基中更加不稳定。合成培养基往往有利于宿主细胞的生长，但不利于外源基因的表达。 2、培养温度 进行工程菌培养时必须探索其最佳培养温度。通常低温有利于重组质粒的稳定遗传。 3、菌体的比生长速率 如果宿主菌的比生长速率比工程菌的大，质粒将严重丢失，导致工业上倒罐；如果宿主菌的比生长速率比工程菌小，大量繁殖时因竟争性利用基质，宿主细胞将会受到抑制，对发酵影响不大。 4、控制基因的过量表达 外源基因表达水平越高，重组质粒就越不稳定。可以采用两阶段培养法，即在发酵前期控制外源基因不过量表达，使质粒稳定遗传，到后期通过提高质粒的拷贝数和转录、转译效率使外源基因高效表达。 控制外源基因过量表达的方法： 1)如构建含可诱导启动子的工程菌，这种工程菌发酵生产时，可选择培养条件使启动子受阻遏制一定时间， 在此期间质粒稳定遗传，然后通过去阻遏（诱导）使质粒高效表达； 2)采用温度敏感型质粒，温度较低时质粒拷贝数少，当温度升高到一定时质粒大量复制、拷贝数剧增。 高密度培养 为了大量获得基因工程产品，通常采用高密度培养技术，即提高菌体的发酵密度，最终提高产物的比生产率(单位体积单位时间内产物的产量)的一种培养技术，通常指分批补料发酵技术。这样不仅可减少培养体积、强化下游分离提取，还可缩短生产周期、减少设备投资，最终降低生产成本。 一、重组大肠杆菌的高密度培养 重组大肠杆菌高密度发酵成功的关键是补料策略，即根据工程菌的生长特点及产物的表达方式采取合理的营养流加方案。在重组大肠杆菌高密度发酵中，合理流加碳源降低“葡萄糖效应”是成功的关键。常见的流加技术有：恒速流加、变速流加、指数流加和反馈流加。 1、恒速流加 限制性基质以恒定流速流加进入发酵罐中供细胞生长和代谢用的一种培养技术。通常以补料前的耗糖速率作为流加补料速率。 特点： 1)相对于发酵罐中的菌体来说，营养物的浓度逐渐降低; 2)比生长速率也慢慢降低; 3)菌体密度呈线性增加。 2、变速流加 限制性基质以变速或梯度增加流速流加进入发酵罐中供细胞生长和代谢用的一种培养技术。 特点： 1)这样可以克服恒速流加中营养物的浓度逐渐降低的缺陷，菌体在较高密度下通过流加更多营养物 质来促进菌体的生长，并对产物的表达有利。 2)比生长速率不断改变。
1.1转基因技术的定义 转基因技术是指将人工分离和修饰过的基因或DNA导入到生物体的细胞基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的稳定地整合、表达并可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因技术的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”[2]。 1.2.植物转基因技术及其应用 植物转基因技术是通过各种物理的、化学的和生物的方法将从动物、植物及微生物中分离的目的基因整合到植物基因组中，使之正确表达和稳定遗传并且赋予受体植物预期性状的一种生物技术方法[3]。 遗传转化的方法[4]按其是否需要通过组织培养再生植株可分成两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一类不需要通过组织培养，目前比较成熟的主要有花粉管通道法。 转基因技术给人们带来了新的突破，转基因食品更是成为了人们关注的焦点，转基因食品具有以下特性[25]：（1）提高农作物产量，增加生产产值。通过转移或修饰等生物技术手段改良基因达到增产效果，促进生产的效率，节省成本，解决粮食短缺问题，带动农业产业的快速发展。经过基因改良的大豆和普通大豆相比较，转基因大豆产量显著高于普通大豆；（2）增强食品特殊性能，强化食品功能；（3）节约能源，保护环境，防治病虫害。通过种植转基因作物不仅仅大幅度提高了农作物产量，而且大大减少了除草剂和农药的使用量，这既减轻了使用大量化学物质对农业工人与害虫天敌的毒害，又维护了农田生态环境平衡，产生了巨大的经济、社会和生态效益，表现出显著的优越性和不可逆转的趋势；（4）提高食品的营养价值，合理补充所需营养；（5）具有保健功能，提升食品在价值，起到了预防疾病的作用。
转基因技术及其在植物育种中的应用 姓名：王以正 学号：09042114
摘要:介绍了几种较为常用的外源DNA 导入方法: 农杆菌介导法、基因枪法、电击/聚乙二醇( PEG) 法和花粉管通道法。就其在抗性育种、控制发育和品质改良及生产药物等方面的应用作了简单概述, 同时, 对转基因沉默及转基因食品的安全性问题进行了相关讨论。 关键词:转基因技术; 植物; 育种; 应用 20 世纪70 年代以来, 随着分子生物技术的发展和根癌农杆菌及相应遗传转化方法的建立和应用, 人们对外源基因导入细胞的方法进行了大量探索, 根据育种需要进行DNA 水平上的微观操作, 即分子育种, 其核心就是转基因育种。它的出现解决了常规育种中存在的定向改良困难、育种范围窄、有益性状的识别和筛选困难且耗时长等问题, 给植物育种领域注入了新活力。本文主要就转基因技术方法及其在植物育种中的应用作一概述。 1 转基因技术方法 转基因技术是指用人工方法有目的地将外源基因或DNA导入受体生物细胞中, 稳定地整合、表达并遗传的综合技术。它从总体上可划分为两部分, 即外源DNA 的导入与转基因植株的鉴定。 1.1 外源DNA 导入 外源DNA 克隆并经载体质粒构建后, 就可导入受体细胞了。迄今用于外源DNA 导入的方法主要分为两类: ( 1) 载体介导法。如农杆菌介导法、病毒介导法、噬菌体介导法和脂质体法等。( 2) DNA 直接摄取法。如聚乙二醇( PEG) 转化法、电击法、基因枪法、花粉管通道法、激光束法、纤维注射法、超声波冲击法、子房注射法及浸胚法等。其中农杆菌介导法、基因枪法、电击/聚乙二醇( PEG) 法及花粉管通道法较为常用。 1.1.1 农杆菌介导法 农杆菌介导法是目前应用最多且结果较为理想的一种基因转化方法。它利用根癌农杆菌和发根农杆菌为中间介体, 让农杆菌感染受伤的植物细胞, 然后将它所携带的质粒DNA 片段整合到植物细胞基因组中, 从而实现外源DNA 到寄主植物细胞的转化。1977 年, Chilton 等人发现植物细胞肿瘤组织中存在Ti 质粒( 存在于根癌农杆菌中) 的DNA 片段, 称之为转移DNA( T- DNA) , 它能插入植物的细胞中, 后来人们发现发根农杆菌中Ri质粒也具有此功能。人们就利用T- DNA 的这一的特点, 将其进行改造, 切去导致植物形成肿瘤的基因换上人类所需要的目的基因, 然后将其导入受体细胞中, 实现转化。但此方法应用的前提条件是受体植物的材料必须对农杆菌浸染敏感, 故它主要应用于双子叶植物和少数单子叶植物的研究中。 1.1.2 基因枪法 又称生物弹射击法。它是将外源基因或DNA 在Ca2+ 或亚精胺等作用下吸附在重金属金或钨粒子表面, 制成DNA- 微弹, 利用基因枪将微弹高速射入植物受体细胞或组织中, 从而实现转化。这个方法最大的特点是不受植物种类限制, 单、双子叶植物均适用, 且可以直接轰击那些已完成形态分化的组织或器官, 如胚和分生组织。但它的不足之处在于这一过程属机械和随机过程, 受诸多物理因素( 如金属弹大小、速度、均一性) 的影响, 整合效率不高, 重复性差, 对处理的植物材料也有一定程度的伤害。
转基因食品发展现状及未来趋势 一、转基因食品的发展现状： 1、定义： 转基因食品是指利用基因工程技术在物种基因组中嵌入了外源基因的食品，包括转基因植物食品、转基因动物食品和转基因微生物食品。 转基因的基本原理与常规杂交育种有相似之处。但转基因比杂交具有更高的选择性。通过基因工程手段将一种或几种外源性基因转移至某种生物体，并使其具有效表达出相应的产物，这样的生物体作为食品或以其为原料加工生产的食品。 2、分类： 1）植物性： 例如，面包生产需要高蛋白质含量的小麦，而目前的小麦品种含蛋白质较低，将高效表达的蛋白基因转入小麦，将会使做成的面包具有更好的焙烤性能。 2）动物性： 比如，牛体内转入了人的基因，牛长大后产生的牛乳中含有基因药物，提取后可用于人类病症的治疗。 3）微生物： 微生物是转基因最常用的转化材料，应用也最广泛。例如，生产奶酪的凝乳酶，以往只能从杀死的小牛的胃中才能取出，现在利用转基因微生物已能够使凝乳酶在体外大量产生，避免了小牛的无辜死亡，也降低了生产成本。 3、利弊： 优点：可增加作物单位面积产量；可降低生产成本；通过转基因技术可增强作物抗虫害、抗病毒等的能力；提高农产品的耐贮性，延长保鲜期，满足人民生活水平日益提高的需求；可使农作物开发的时间大为缩短；可以摆脱季节、气候的影响，四季低成本供应；打破物种界限，不断培植新物种，生产出有利于人类健康的食品。 缺点：增产，如果遇到雨雪的自然灾害，也有可能减产更厉害。且多项研究表明，转基因食品对哺乳动物的免疫功能有损害。更有研究表明，试验用仓鼠食用了转基因食品后，到其第三代，就绝种了。 4、安全性问题： 1）毒性问题 对于基因的人工提炼和添加，可能在达到某些人们想达到的效果的同时，也增加和积聚了食物中原有的微量毒素。 2）过敏反应 对于一种食物过敏的人有时还会对一种以前他们不过敏的食物产生过敏。 3）营养问题 外来基因会以一种人们还不甚了解的方式破坏食物中的营养成分。当科学家把一个外来基因加入到植物或细菌中去，这个基因会与别的基因连接在一起。人们在服用了这种改良食物后，食物会在人体内将抗药性基因传给致病的细菌，使人体产生抗药性。 4）威胁环境
转基因技术与玉米抗玉米螟育种 一、转基因育种概况 1、我国转基因作物研究与利用概况： 我国是世界上第一个商品化种植转基因作物的国家。自行培育的双价转基因烟草的抗病虫性达到60％，产量比对照增加15％，产值增加20％，1992年每亩增收200元，遗憾的是由于市场的原因现已不推广。 中国农科院生物工程中心开发的Bt棉对棉铃虫有显著的抗性。与对照相比减少农药用量80％，使棉花产量和品质大大提高，Bt转基因棉种深受棉农的欢迎。 2、世界转基因作物研究与利用概况： 先后有30多个国家批准了3000多例田间试验，涉及的植物种类有40多种。2000年有13个国家种植商品化转基因植物。 2004年有17个国家种植商品化转基因植物。 2004年3月英国批准大面积种植转基因，但要求非常严格。 美国（59%），阿根廷（20%），加拿大（6%）中国（5%），欧洲很少（2004）。2005年德国通过法案，严格限制（包括实验室研究）。 3、世界对转基因的评论： 直至今天，转基因作物的安全性在全球范围内引起了激烈的争论。某个基因可以来自任何一种生命体：细菌、病毒、昆虫……人们可以给某种作物注入一种靠杂交方式根本无法获得的特性，这是人类9000年作物栽培史上的一场空前革命。目前，转基因食品的安全性还没有科学的定论, 但国际权威机构都一致认定，目前被批准上市的转基因食品是安全的。 支持者认为：至今还没有发现有科学文献表明食用这些食物对人体健康产生负面作用，不管转的是什么基因，是从什么生物身上来的，它的化学成分也和别的基因没有什么两样，都是由核酸组成的。这个基因同样要被消化、降解成小分子，才能被人体细胞吸收。所以这个外源基因是不会被人体细胞直接吸收、利用。 反对者则认为：转基因作物具有极大的潜在危险，可能会对人类健康和人类生存环境造成威胁。最早商业化种植的几大类转基因作物已经威胁到生物多样性，诱发害虫和野草的抗性问题，诱发自然生物种群的改变，食物链的破坏在欧洲，转基因作物被一些媒体称之为“恶魔食品”。
《作物育种学总论》习题 第一章育种目标 1.名词术语：育种目标、生物产量、经济产量、收获指数、株型育种、高光效育种 2.现代农业对作物品种有哪些基本要求？ 3.制订育种目标的原则是什么？ 4.作物育种的主要目标性状有哪些？ 5.怎样才能正确制订出切实可行的育种目标？ 6.为什么通过矮秆育种能提高作物的单产？ 7.针对你所熟悉的某一地区制订某一个作物的育种目标，并说明其理由。 第二章作物的繁殖方式及品种类型 1.简述小麦、玉米、棉花、大豆等作物的花器构造及开花习性。哪些花器构造和开花 习性有利于异花授粉？哪些花器构造和开花习性有利于自花授粉？ 2.结合具体作物简述自交和异交的遗传效应。 3.农作物品种有哪些类型、各有哪些基本特性？ 4.不同类型的品种群体的育种特点是什么 第三章种质资源 1.概念解释：种质资源、起源中心、初生中心、次生中心、原生作物、次生作物、遗传多样性中心、基因银行、初级基因库、次级基因库、三级基因库 2.简述种质资源在作物育种中的作用。 3.简述本地种质资源的特点与利用价值。 4. 简述外地种质资源的特点与利用价值。 5.Vavilov起源中心学说在作物育种中有何作用？ 6.如何划分初生中心与次生中心？
7.试述作物种质资源研究的主要工作内容与鉴定方法。 8.建拓作物基因库有何意义？如何建拓作物基因库？ 9.建立作物种质资源数据库有何意义？如何建立作物种质资源数据库？ 10.发掘、收集、保存种质资源的必要性与意义何在？ 第四章引种与驯化 1.引种驯化的概念及基本原理是什么？ 2.影响引种的因素和引种规律是什么？ 第五章选择育种 1.试述选择育种的基本原理及程序。 第六章杂交育种 1.杂交育种按其指导思想可分为哪两种类型？各自的遗传机理是什么？ 2.为什么说正确选配亲本是杂交育种的关键？有何重要意义？ 3.如何理解杂交育种亲本选配的四条原则？ 4.选用遗传差异大的材料作亲本有何利弊？如何理解双亲来源地远近与双亲亲缘关系远近的关系？ 5.为什么要求双亲应具有较高的配合力？ 6.为什么说杂交方式是影响杂交育种成败的重要因素之一？杂交方式有哪些？试说明在单交、三交、四交、双交等杂交方式中，每一亲本遗传比重如何？为什么在三交和四交中要把农艺性状好的亲本放在最后一次杂交？ 7.解释系谱法、混合法、衍生系统法、单粒传法，简述它们各自的工作要点。试比较它们各自的优缺点及应用。 第七章回交育种 1.什么是回交育种？回交育种有哪些用途及有何局限性？什么情况下回交育种最有
转基因技术的理论基础来源于进化论衍生来的分子生物学。基因片段的来源可以是提取特定生物体基因组中所需要的目的基因，也可以是人工合成指定序列的DNA片段。DNA片段被转入特定生物中，与其本身的基因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育，从而获得具有稳定表现特定的遗传性状的个体。该技术可以使重组生物增加人们所期望的新性状，培育出新品种。 1992年荷兰培育出植入了人促红细胞生成素基因的转基因牛，人促红细胞生成素能刺激红细胞生成，是治疗贫血的良药。转基因技术标志着不同种类生物的基因都能通过基因工程技术进行重组，人类可以根据自己的意愿定向地改造生物的遗传特性，创造新的生命类型。同时转基因技术在药物生产中有着重要的利用价值。转基因技术，包括外源基因的克隆、表达载体、受体细胞，以及转基因途径等，外源基因的人工合成技术、基因调控网络的人工设计发展，导致了21世纪的转基因技术将走向转基因系统生物技术2000年国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原理的基因工程与转基因技术。 1.转基因的细胞学原理： (1)细胞周期及MPF：细胞周期可人工分成4个时期，分别为G1期、S期、G2期和M期。细胞在正常情况下，沿着G1-S-G2-M路线运转。S期为DNA合成期，M期为有丝分裂期，M期结束到S期开始之前为G1期，S期末到有丝分裂期(M期)为G2期。有丝分裂的启动由成熟促进因子也叫M期促进因子(maturation/mitosism/meiosis promoting factor，MPF)调控，MPF 在细胞分裂中呈周期性变化即分裂后逐渐积累，到G2晚期达到高峰，由中期向后期转换时骤然消失。因此推测MPF是真核细胞M期的一个基本调节物质，能引导细胞由间期向M期转变。MPF由蛋白激酶激活，存在于所有的真核细胞中(包括减数分裂的性细胞)。但并非所有的细胞都是周期中细胞，某些细胞在一定的条件下可以脱离细胞周期进入G0期或分化为不分裂的细胞，而且G0期细胞可通过诱导重新进入周期。 (2)通过MⅡ期的卵母细胞转基因：MⅡ期的卵母细胞的MPF含量很高，可以诱导细胞核发生一系列变化包括核膜破裂(NEBD)和早熟染色体凝集(premature chromosome condensation，PCC)，处于减数分裂MⅡ期的卵母细胞无核膜的时间远远长于有丝分裂M期的细胞。所以此时期的卵母细胞可作为基因导入的受体。据此1998年Anthonv等对逆转录病毒载体感染发育早期的动物胚胎方法加以改进，用逆转录病毒载体注射MⅡ期的卵母细胞，注射完毕的卵母细胞同获能后的精子共同孵育后，体外发育至囊胚，再移植到母牛体内得到了转基因小牛。1999年Anthonv等又将精子与外源基因共孵育，然后将精子头部显微注射入MⅡ期的卵母细胞，这两种方法共同之处都是利用MⅡ期的卵母细胞无核膜，外源基因易导入的 特点。 2.转基因的胚胎学原理： (1)哺乳动物转基因的胚胎学原理：精子和卵子只有发育成熟后，精卵相遇时才能完成受精过程。精子进入卵子后头尾分离，胞核出现核仁，形成核膜，头部膨大形成雄原核；同时卵子排出第二极体形成雌原核。一般来说雄原核比雌原核大。接着雌雄原核的核膜消失，雌雄原核融合。随后细胞周期性卵裂，分裂球增加到32个时形成桑葚胚，进入子宫再发育至囊胚，此前的胚胎细胞具有很强的分化能力。从哺乳动物受精卵分裂发育的规律来看，转基因操作时较合适的部位是受精卵的雄原核，精子进入卵细胞后的1小时，雄原核和雌原核还未融合，在显微镜下容易看到雄原核。多数研究者在此时期把外源基因显微注射到雄原核，通