转基因技术综述
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转基因技术的研究综述及利弊关系转基因技术作为生命科学的前沿技术之一,已经逐渐走入了人们的生活。
转基因技术可以认为是在一定程度上通过科学技术手段让其他生物、植物朝着对人类有利方向开展的技术。
通过对转基因技术的介绍,阐述了该技术的利弊关系,指出只有通过正确的引导和规管理,才能很好地利用该技术,使它为人类效劳。
关键词转基因技术开展历程利弊关系1 前言转基因技术是生命科学前沿的重要领域之一。
自从人类耕种作物以来,我们的祖先就从未停顿过作物的遗传改进。
过去的几千年里农作物改进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,进展优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改进。
因此,可以认为转基因技术是与传统技术一脉相承的,其本质都是通过获得优良基因进展遗传改进。
但在基因转移的围和效率上,转基因技术与传统育种技术有两点重要区别,第一,传统技术一般只能在生物种个体间实现基因转移,而转基因技术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系的限制;第二,传统的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进展,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*个基因进展操作和选择,对后代的表现预见性较差。
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。
因此,转基因技术是对传统技术的开展和补充。
将两者严密结合,可相得益彰,大提高动植物品种改进的效率。
2 转基因技术的介绍转基因技术是指用人工别离和修饰过的外源基因导入生物体的基因组中,从而使生物体的遗传性状发生改变的技术,可分为转基因动物与转基因植物两大分支。
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。
2.1 转基因植物技术转基因植物是指利用重组DNA技术将克隆的优良目的基因整合到植物的基因组中,并使其得以表达,从而获得的具有新的遗传性状的植物。
基因工程及转基因生物、转基因食品的安全性问题研究摘要:以重组DNA技术为代表的基因工程是21世纪最重要的高新技术之一。
以转基因植物为先导的现代生物技术的发展对于我国农业、农村和国民经济的发展及社会稳定都具有重要作用。
本文综合叙述了基因工程、转基因生物、转基因食品的基本概念及其安全性评价,并对转基因生物、转基因食品的发展前景进行了展望。
关键词:基因工程;转基因生物;转基因食品;营养;安全评价随着现代社会的进步,人们越来越多的应用着基因工程这项伟大的生物新技术,其巨大的发展潜力和无限的生命力,必将对自然界和人类社会生活产生广泛而深远的影响。
转基因生物、转基因食品自从问世以来,其安全性以及对生态环境的影响问题,已成为世界性的话题引起越来越多的政府和人们的注意。
本文将对以上这些问题展开综合论述。
1 基因工程概况1.1 基因工程的概念基因工程是通过基因操作,将目的基因或DNA片段与合适的载体连接转入目标生物细胞,通过复制、转录、翻译外源目的基因以及蛋白质的活性表达,使转基因生物获得新的遗传性状的操作[1]。
1.2 基因工程的技术流程①目的基因克隆;②载体的准备;③目的基因与载体的连接;④重组DNA 转化/转染;⑤重组体的筛选与鉴定;⑥重组体的大量培养,外源基因表达效应分析与开发应用。
[1]1.3 基因工程的作用与影响生物基因工程的伟大创举首先在农业上带来了新的革命,打破了常规育种利用种类杂交优势的局限性和年限性,对于解决人类的人口、粮食、资源和环境问题具有重要意义。
但同时基因工程也将对人类的生态环境以及人类的生活、文化和观念等问题产生深刻的影响。
[10]2 转基因生物安全性2.1 转基因生物所谓转基因生物是指应用转基因技术构建的生物,是为了达到特定目的而将DNA进行人为改造的生物,包括转基因动物、转基因植物、转基因微生物。
[2]2.2 转基因生物安全性2.2.1 转基因生物对生物多样性的影响生物多样性,即是指地球上动物、植物、微生物等所有生物、它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。
Genetically Modified——转基因,简称GM。
是指运用科学手段从某种生物体中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,再从结果中进行数代的人工选育,从而获得特定的具有变异遗传性状的物质。
与杂交不同,该技术利用转基因技术可以创造新染色体,改变动植物性状,培育新品种,具有更大的随机性、不确定性。
也可以利用其它生物体培育出期望的生物制品,用于医药、食品等方面。
[1]转基因分类转基因按照途径可分为人工转基因和自然转基因,按照对象可分为植物转基因和动物转基因。
人工转基因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)。
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)。
自然转基因不是人为导向的,自然界里动物或植物自主形成的转基因。
植物转基因植物转基因是基因组中含有外源基因的植物。
它可通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,有可能改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。
而且可用转基因植物或离体培养的细胞,来生产外源基因的表达产物,如人的生长素、胰岛素、干扰素、白介素2、表皮生长因子、乙型肝炎疫苗等基因已在转基因植物中得到表达。
动物转基因动物转基因就是基因组中含有外源基因的动物。
它是按照预先的设计,通过细胞融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程和基因工程技术将外源基因导入精子、卵细胞或受精卵,再以生殖工程技术,有可能育成转基因动物。
通过生长素基因、多产基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生虫基因、抗病毒基因等基因转移,可能育成生长周期短,产仔、生蛋多和泌乳量高,转基因超级鼠比普通老鼠大约一倍。
转基因技术报告概述转基因技术是一项基于生物工程的技术,通过人为干预生物体基因组的方法,将外源基因导入到目标生物体中,从而实现对目标生物体特性的改良或改变。
转基因技术在农业、医学、环境保护等领域具有广泛的应用前景和潜力。
本报告将对转基因技术的原理、应用、风险与挑战进行介绍和分析。
转基因技术原理转基因技术基于DNA遗传物质的特性,通过将外源基因导入到目标生物体的染色体中,实现对目标生物体基因组的改造。
该技术的主要步骤包括:1.选择外源基因:根据目标生物体所需的特性,选择与目标特性相关的外源基因。
2.克隆外源基因:通过PCR或其他方法,将外源基因从供体生物体中扩增或克隆。
3.构建转基因载体:将克隆的外源基因插入到转基因载体中,形成转基因质粒。
4.转化目标生物体:采用基因枪、冷冻冲击、细菌介导等方法将转基因质粒导入到目标生物体细胞中。
5.筛选和鉴定转基因生物:经过筛选和鉴定,确定哪些细胞或个体成功地获得了外源基因。
转基因技术的应用转基因技术在农业、医学、环境保护等领域有着广泛的应用。
农业领域在农业领域,转基因技术被广泛应用于作物改良、农业生产和食品安全等方面。
作物改良转基因技术可用于改良作物抗虫、抗病能力、提高产量以及改善品质。
例如,转基因作物如转基因玉米、转基因大豆等已经在全球范围内得到广泛种植。
通过转基因技术,农作物可以获得抗虫、抗病的能力,从而减少对化学农药的依赖。
农业生产转基因技术还可以提高农业生产效率和资源利用率。
例如,通过转基因技术,一些作物可以获得更高的耐盐性、耐干旱性等特性,从而适应多样化的生长环境。
食品安全转基因技术在食品安全方面也有着重要的应用。
通过转基因技术,可以将特定的基因导入食物中,使其具有抗病、抗虫或更好的营养价值。
医学领域在医学领域,转基因技术被应用于药物生产、基因治疗等方面。
药物生产转基因技术可以用于生产重要的生物药物,如重组人胰岛素、重组人生长激素等。
通过转基因技术,可以使大量重组蛋白质得以高效生产,为临床治疗提供更加可靠和经济的药物来源。
转基因方法一、基因枪法:1、综述:基因枪法又称为高速微弹法、微粒抢法、微粒轰击法,是由康奈尔大学的Sanford等于1987年首次研制出的火药引爆基因枪,并与该校工程技术专家Wolf及Kallen合作研究出的一种基因转移的新方法。
1990年美国杜邦公司推出商品基因枪PDS-1000系统。
在此期间,高压放电、压缩气体驱动等各种基因枪相继出现,并都在重复的实践中得到改进和发展。
其改进的核心是粒子加速系统,以提高射弹的可控度,即粒子速度和射入的浓度等。
2、基本原理:其基本原理是将外源DNA包被在微小的金粒或钨粒表面,然后在高压的作用下微粒被高速射入受体细胞或组织。
微粒上的外源DNA进入细胞后,整合到植物染色体上,得到表达,从而实现基因的转化。
根据基因枪的动力系统,可将它们分为三种类型:一类是以火药爆炸力为加速动力,其显著特征是塑料子弹和阻挡板。
塑料子弹前端载放已沉淀有DNA的钨金粉。
当火药爆炸时,塑料子弹带着钨金粉向下高速运动,至阻挡板时,塑料子弹被阻遏,而其前端的钨金粉粒子继续以高速向下运动,击中样品室的靶细胞。
其粒子的速度主要是通过火药的数量及速度调节器控制,不能做到无级调整,可控度较低。
第二类是以高压气体作为动力,如以氦气、氢气、氮气等。
其工作原理是把载有DNA 的钨金粉喷洒在一张微粒载片上,电极间悬滴众着微水滴。
在压缩空气的冲击下,微水滴雾状喷射,驱动载片。
当载片受阻于金属筛网时,载有DNA的钨金粒继续向下冲击射入细胞。
第三类是以高压放电为驱动力。
其最大优点是可以无级调速,通过变化工作电压,粒子速度及射入浓度可准确控制,使载有DNA的钨金粉粒子能到达具有再生能力的细胞层。
3、步骤:(1)微粒体的洗涤。
取60-100mg钨或金粉,溶于1ml无水乙醇中,用超声波振荡洗涤。
微粒体处理后可在密闭条件下室温贮存一周。
离心除去乙醇,密闭贮存于室温中,备用,保存时间不要超过一周。
(2)DNA微粒载体的制备。
转基因技术分析报告一、引言转基因技术是通过人为干预基因组来改变生物的遗传特征的一种技术手段。
转基因技术的出现引发了广泛的关注和讨论。
本文将通过对转基因技术的原理、应用、争议和前景进行分析,以期为我们更好地理解转基因技术提供一定的参考。
二、转基因技术的原理转基因技术的基本原理是将外源基因导入到目标生物体的细胞中,使其具备新的性状。
具体来说,转基因技术包括以下步骤:1)筛选目标基因:选择具有特定功能的基因作为目标基因。
2)构建重组DNA:将目标基因与携带基因的载体DNA连接成重组DNA。
3)导入宿主细胞:将重组DNA引入宿主细胞的细胞核中。
4)表达外源基因:重组DNA在宿主细胞内进行表达,使外源基因产生相应的蛋白质。
通过这一系列步骤,转基因技术实现了对生物遗传信息的调控。
三、转基因技术的应用转基因技术在农业、医学和工业等领域有着广泛的应用。
在农业领域,转基因技术被用于改良作物,使其具备抗虫、抗病、耐盐碱等性状,提高了农作物的产量和品质;在医学领域,转基因技术被应用于生产重要的药物和疫苗,如人胰岛素、重组疫苗等;在工业领域,转基因技术被用于生产特定酶、蛋白质和化合物,提高了生产效率和产量。
四、转基因技术的争议转基因技术的应用引发了一系列的争议。
一方面,转基因技术被视为解决全球食品短缺、改善营养和提高农作物抗逆性的有效手段,被广泛应用和支持。
另一方面,转基因食品引发了公众对食品安全的担忧。
一些人担心转基因食品可能对人体健康产生潜在的风险,或对自然环境造成不可逆转的影响。
此外,转基因技术涉及到农业生产、环境保护、知识产权等多个问题,引发了社会和法律的争议。
五、转基因技术的前景尽管转基因技术面临着争议和挑战,但其在农业、医学和工业等领域的应用潜力巨大。
随着科学技术的进步,转基因技术将更加精确和高效,有望应用于更多领域。
例如,通过转基因技术可以培育出更多的抗病虫害的作物品种,提高农作物的抗逆性,进一步提高农作物的产量和品质;在医学领域,转基因技术可以用于治疗一些遗传性疾病,为人们的健康提供更多选择。
转基因食品综述报告意义与价值转基因技术是一种新的尖端生物技术, 在提高粮食产量、减少农药使用、生产含有更多营养成分的健康食品方面有巨大潜力。
公众存在担忧情绪, 主要是怕它被错误地利用。
一些学者认为, 与任何食品一样, 转基因食品的安全性需要慎重对待和严格管理, 转基因作物对生态环境的长远影响也需要更多的跟踪研究。
面对转基因食品, 我们需要的是严格的食品安全把关制度, 及时制止未经允许就擅自加入转基因食品成分的行为。
此外, 我们也要具备严谨的科学态度, 对于转基因产品, 不能片面地给予排斥。
转基因食品的种类为了提高农产品营养价值, 更快、更高效地生产食品, 科学家们应用转基因的方法, 改变生物的遗传信息, 拼组新基因, 使今后的农作物具有高营养、耐贮藏、抗病虫和抗除草剂的能力, 不断生产新的转基因食品。
第一类, 植物性转基因食品植物性转基因食品很多。
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。
第二类, 动物性转基因食品动物性转基因食品也有很多种类。
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。
在猪的基因组中转入人的生长素基因, 猪的生长速度增加了一倍, 猪肉质量大大提高, 现在这样的猪肉已在澳大利亚被请上了餐桌。
第三类, 转基因微生物食品微生物是转基因最常用的转化材料, 所以, 转基因微生物比较容易培育, 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。
第四类, 转基因特殊食品科学家利用生物遗传工程, 将普通的蔬菜、水果、粮食等农作物, 变成能预防疾病的神奇的“疫苗食品”。
科学家培育出了一种能预防霍乱的苜蓿植物。
用这种苜蓿来喂小白鼠, 能使小白鼠的抗病能力大大增强。
生物技术中的转基因技术转基因技术是一种在生物体中引入外源基因的方法,以改变其遗传特性。
这项技术在生物技术领域中扮演着重要的角色,被广泛应用于农业、医学和环境保护等领域。
然而,转基因技术也引发了一系列的争议和讨论。
一、转基因技术的定义和原理转基因技术是通过将外源基因导入目标生物体的染色体中,使其表达外源基因产物。
这项技术的原理基于基因的DNA序列可以在不同生物体之间传递和表达的事实。
通过将具有特定功能的基因导入目标生物体,转基因技术可以改变其遗传特性,使其获得新的性状或功能。
二、转基因技术在农业中的应用转基因技术在农业领域中的应用广泛而深远。
通过转基因技术,科学家们可以将具有抗虫、抗病或耐逆性的基因导入农作物中,提高其产量和抗性。
例如,转基因玉米可以抵抗玉米螟的侵袭,转基因大豆可以抗除草剂,这些转基因作物为农业生产带来了巨大的好处。
然而,转基因技术也引发了一些争议。
一些人担心转基因作物可能对人类健康产生不良影响,或对生态系统造成破坏。
因此,转基因作物的安全性和环境影响一直是公众关注的焦点。
三、转基因技术在医学中的应用除了农业领域,转基因技术在医学领域也有着广泛的应用。
通过转基因技术,科学家们可以生产出大量的重组蛋白和药物。
例如,转基因细菌可以被用于大规模生产人类胰岛素,这对于糖尿病患者来说是非常重要的。
此外,转基因技术还可以用于基因治疗。
基因治疗是一种通过向患者体内导入正常基因来治疗遗传性疾病的方法。
通过转基因技术,科学家们可以将正常的基因导入患者体内,以修复或替代受损的基因,从而治疗疾病。
然而,转基因技术在医学领域的应用也面临着一些挑战。
例如,基因治疗的安全性和有效性仍然存在一定的争议和风险。
此外,转基因药物的研发和生产也需要严格的监管和评估。
四、转基因技术在环境保护中的应用转基因技术在环境保护领域也有着潜力和应用价值。
通过转基因技术,科学家们可以改变某些生物体的遗传特性,使其具有清除有害物质或修复环境的能力。
转基因方法一、基因枪法:1、综述:基因枪法又称为高速微弹法、微粒抢法、微粒轰击法,是由康奈尔大学的Sanford等于1987年首次研制出的火药引爆基因枪,并与该校工程技术专家Wolf及Kallen合作研究出的一种基因转移的新方法。
1990年美国杜邦公司推出商品基因枪PDS-1000系统。
在此期间,高压放电、压缩气体驱动等各种基因枪相继出现,并都在重复的实践中得到改进和发展。
其改进的核心是粒子加速系统,以提高射弹的可控度,即粒子速度和射入的浓度等。
2、基本原理:其基本原理是将外源DNA包被在微小的金粒或钨粒表面,然后在高压的作用下微粒被高速射入受体细胞或组织。
微粒上的外源DNA进入细胞后,整合到植物染色体上,得到表达,从而实现基因的转化。
根据基因枪的动力系统,可将它们分为三种类型:一类是以火药爆炸力为加速动力,其显著特征是塑料子弹和阻挡板。
塑料子弹前端载放已沉淀有DNA的钨金粉。
当火药爆炸时,塑料子弹带着钨金粉向下高速运动,至阻挡板时,塑料子弹被阻遏,而其前端的钨金粉粒子继续以高速向下运动,击中样品室的靶细胞。
其粒子的速度主要是通过火药的数量及速度调节器控制,不能做到无级调整,可控度较低。
第二类是以高压气体作为动力,如以氦气、氢气、氮气等。
其工作原理是把载有DNA的钨金粉喷洒在一张微粒载片上,电极间悬滴众着微水滴。
在压缩空气的冲击下,微水滴雾状喷射,驱动载片。
当载片受阻于金属筛网时,载有DNA的钨金粒继续向下冲击射入细胞。
第三类是以高压放电为驱动力。
其最大优点是可以无级调速,通过变化工作电压,粒子速度及射入浓度可准确控制,使载有DNA的钨金粉粒子能到达具有再生能力的细胞层。
3、步骤:(1)微粒体的洗涤。
取60-100mg钨或金粉,溶于1ml无水乙醇中,用超声波振荡洗涤。
微粒体处理后可在密闭条件下室温贮存一周。
离心除去乙醇,密闭贮存于室温中,备用,保存时间不要超过一周。
(2)DNA微粒载体的制备。
(3)靶外植体材料准备。
转基因生物对生态环境的影响综述3000字转基因生物(Genetically Modified Organisms,GMOs)是指通过人工方法将外源基因导入到目标生物的基因组中,使其表现出改变了的性状。
转基因技术在农业、医学和工业等领域都有广泛应用。
然而,转基因生物的出现也引发了许多争议,其中一个重要的问题是它们对生态环境的影响。
一、转基因作物对生态环境的影响转基因作物广泛应用于现代农业生产中,其主要目的是提高作物产量、改善品质、增强抗病虫害能力等。
然而,转基因作物也可能对生态环境产生影响,主要表现在以下几个方面:1. 生物多样性受到威胁转基因作物可能对周围的植物和昆虫等生物产生影响,从而威胁到生物多样性。
例如,转基因作物可能通过杀虫剂或除草剂的使用,影响到周围的昆虫和植物。
此外,转基因作物的生长可能会对土壤微生物群落产生影响,从而影响土壤生态系统的稳定性。
2. 越来越多的耐药性转基因作物在抗病虫害方面具有明显的优势,但是这也可能导致虫害或病原体的耐药性增强。
如果虫害或病原体对转基因作物的抗性不断增强,那么就需要使用更多或更强的杀虫剂或抗生素来控制它们,这会对生态环境产生负面影响。
3. 基因流失转基因作物中导入的基因可能会通过杂交等方式流失到野生的近缘物种中,从而对野生物种产生影响。
这种基因流失可能导致野生物种的基因结构发生变化,进而影响其生长和繁殖。
二、转基因生物对环境的潜在风险除了影响生态环境外,转基因生物还可能带来一些潜在的风险,其中最主要的包括以下几个方面:1. 健康风险转基因生物可能会对人类健康产生潜在风险。
例如,转基因作物中导入的基因可能会导致人类对某些食物过敏或者导致食物中毒。
2. 破坏生态平衡转基因生物可能会破坏生态平衡,导致某些物种的数量过多或过少,从而影响整个生态系统的稳定性。
3. 对农业生态系统的影响转基因生物可能会对农业生态系统产生不利影响。
例如,转基因作物可能会对农业生态系统中的土壤生物群落产生影响,从而影响土壤肥力和作物产量。
转基因技术常用技术综述43209323 葛增乐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(Transgenic technology)。
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)。
Genetically Modified——转基因,简称GM。
是指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有变异遗传性状的物质。
利用转基因技术可以改变动植物性状,培育新品种。
也可以利用其它生物体培育出期望的生物制品,用于医药、食品等方面。
1974年,波兰遗传学家斯吉巴尔斯基(Waclaw Szybalski)称基因重组技术为合成生物学概念,1978年,诺贝尔生理学或医学奖颁给发现DNA限制酶的纳森斯(Daniel Nathans)、亚伯(Werner Arber)与史密斯(Hamilton Smith)时,斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道:限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。
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。
从那时候起,转基因技术就被广泛地应用于动物,植物以及微生物方面的研究,并且,随着研究的深入,在这方面的方法也不断地得到改善和提高。
经过这些年的快速发展,目前,动植物的转基因技术主要有以下的几个。
关于转基因技术的综述与思考转基因技术是一种利用现代生物技术手段,将某种生物的基因导入另一种生物体内,从而改变其遗传特性的技术。
自20世纪70年代诞生以来,转基因技术已在农业、医疗、工业等领域得到了广泛应用。
本文将对转基因技术的发展历程、优缺点及未来前景进行全面梳理和总结。
转基因技术的起源可以追溯到20世纪初,当时科学家们开始研究生物的遗传物质DNA。
1970年,科学家们成功地人工合成了第一个基因,这为转基因技术的诞生奠定了基础。
随着基因测序技术的发展,转基因植物和动物的研究和应用逐渐成为可能。
1983年,世界上第一个转基因植物——烟草被成功培育出来,标志着转基因技术的正式诞生。
此后,转基因技术不断发展,被广泛应用于农业、医疗、工业等领域。
提高产量:转基因技术可以通过导入优良基因,提高作物的抗病、抗虫、抗旱等能力,从而提高产量。
改善品质:转基因技术可以改变作物的营养成分、口感、色泽等品质特性,满足人们的不同需求。
保护环境:转基因技术可以减少化学农药的使用,降低对环境的污染。
医疗应用:转基因技术也被应用于药物生产等领域,为人类医疗事业的发展做出了贡献。
然而,转基因技术也存在一些缺点和潜在风险:安全性问题:转基因食品的安全性尚存在争议,长期食用可能对人类健康产生不良影响。
生态风险:转基因植物可能对非目标生物产生影响,破坏生态平衡。
生物多样性减少:大规模种植转基因作物可能导致生物多样性减少。
知识产权问题:转基因技术的专利权归属可能引发社会伦理和法律争议。
随着科学技术的不断进步,转基因技术在未来仍有广阔的发展前景。
在政策法规方面,各国政府将逐渐完善转基因技术的法规体系,以保障公众的健康和环境安全。
科学研究方面,随着人类对基因组学和蛋白质组学等领域的深入了解,将会有更多具有特殊功能的转基因生物被研制出来。
社会影响方面,随着公众对转基因技术了解的不断深入,社会各界对转基因技术的态度也将逐渐趋于理性。
同时,通过合理引导和规范管理,转基因技术有望在解决全球粮食安全、环境保护等重大问题上发挥更大作用。
动物转基因技术研究进展及其应用前景孙凤俊张佳谊韩广文(北京奶牛中心北京延庆102100)摘要:转基因技术作为生命科学的前沿技术之一,已经逐渐走入了人们的生活。
转基因技术可以认为是在一定程度上通过科学技术手段让其他生物、植物朝着对人类有利方向发展的技术。
本文介绍了转基因技术及其应用研究现状,并预测了未来发展前景,阐述了该技术的利弊关系,指出只有通过正确的引导和规范管理,才能很好地利用该技术,使它为人类服务。
关键词:转基因应用利弊关系1. 引言转基因技术是生命科学前沿的重要领域之一。
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,进行优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改良。
因此,可以认为转基因技术是与传统技术一脉相承的,其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。
但在基因转移的范围和效率上,转基因技术与传统育种技术有两点重要区别,第一,传统技术一般只能在生物种内个体间实现基因转移,而转基因技术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系的限制;第二,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。
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。
因此,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,大大地提高动植物品种改良的效率。
2. 动物转基因技术概况转基因技术是指用人工分离和修饰过的外源基因导入生物体的基因组中,从而使生物体的遗传性状发生改变的技术,可分为转基因动物与转基因植物两大分支。
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。
资助项目:北京市奶牛良种选育与繁育体系建设项目编号:D12110500330000作者简介:孙凤俊,男,1958年10月出生,辽宁省岫岩县人。
北京奶牛中心科研中心研究员,主要从事奶牛繁殖技术研究。
Email:*****************转基因动物是指用实验导入的方法将外源基因在染色体基因内稳定整合并能稳定表达的一类动物。
1974年,Jaenisch应用显微注射法,在世界上首次成功地获得了SV40DNA转基因小鼠。
其后,Costantini将兔-珠蛋白基因注入小鼠的受精卵,使受精卵发育成小鼠,表达出了兔卜珠蛋白;Palmiter等把大鼠的生长激素基因导人小鼠受精卵内,获得“超级”小鼠;Church获得了首例转基因牛。
到目前为止,人们已经成功地获得了转基因鼠、鸡、山羊、猪、绵羊、牛、蛙以及多种转基因鱼 [1]。
主要的转基因动物技术包括有:2.1原核显微注射法原核显微注射法又称DNA显微注射法,即通过显微操作仪将外源基因直接用注射器注入受精卵,利用外源基因整合到DNA中,发育成转基因动物。
其创始人是Jaenisch和Mintz 等。
这种方法的特点是外源基因的导入整合效率较高,不需要载体,直接转移目的基因,目的基因的长度可达100Kb。
它可以直接获得纯系,实验周期短。
但需要贵重精密仪器,技术操作较难,并且外源基因的整合位点和整合的拷贝数都无法控制,易造成宿主动物基因组的插入突变,引起相应的性状改变,重则致死。
原核显微注射法效率很低,且成本高。
显微注射效率不足1%,移植数千枚胚胎,仅可以获得几个转基因后代。
原核显微注射法的第二个缺陷是变异高的转基因副本随机整合,导致表达的可变性。
整合需要在转基因片段上带有强制性,随机整合可能导致有害突变。
尽管原核显微注射法存在这些不足,然而,应用该法已经成功地应用于生产转基因牛[3],山羊[4],绵羊[4],猪[5] ,对人类医疗目的,进行商业化生产具有很高的价值。
2.2逆转录病毒载体法指将目的基因重组到逆转录病毒载体上,制成高浓度的病毒颗粒,人为感染着床前或着床后的胚胎,也可以直接将胚胎与能释放逆转录病毒的单层培养细胞共孵育以达到感染的目的,通过病毒将外源目的基因插入整合到宿主基因组DNA中去。
这种逆转录病毒被用重组DNA技术修饰后作为基因载体在应用中优于微注射法之处为:无需要重排,可在整合点整合转移基因的单个拷贝;将胚胎置于高浓度病毒容器中,或者与被感染的细胞体外共同培养,或微注射鸡胚盘里,整合有逆转录病毒的DNA的胚胎率高。
缺点是:需要生产带有转基因的逆转录病毒;插入逆转录病毒的基因有一定的大小限度;所得转基因家畜的嵌合性很高,而需要广泛的杂交,以建立转基因系;转基因的表达问题尚未解决。
2.3胚胎干细胞介导法该法是将基因导入胚胎干细胞;然后将转基因的胚胎干细胞注射于动物囊胚后可参与宿主的胚胎构成,形成嵌合体,直至达到种系嵌合。
其优点是:在将胚胎干细胞植入胚胎前,可以在体外选择一个特殊的基因型,用外源DNA转入以后,胚胎干细胞可以被克隆,继而可以筛选含有整合外源DNA的细胞用于细胞融合,由此可以得到很多遗传上相同的转基因动物。
缺点就是许多嵌合体转基因动物生殖细胞内不含有转基因。
目前,胚胎干细胞介导法在小鼠上应用比较成熟,在大动物上应用较晚。
3. 动物转基因技术应用研究进展二十余年前已经证实生产转基因家畜是可行的[2]。
但生产转基因家畜的方法具有许多局限性,阻碍其在科研和商业化上的应用。
尽管如此,转基因技术仍然取得了重要进展,目前已经建立了许多行之有效的DNA转移体系,而且效率得到很大提高,从而降低转基因动物的生产成本。
现在已有在染色体组内特殊位点转移目的外来基因的方法[6–10]。
美国科学家在最新一期《自然生物技术》杂志上报告说,他们培育的转基因奶牛能有效抵抗由金黄色葡萄球菌感染引发的牛乳腺炎,研究人员向转基因奶牛和普通奶牛的乳腺中注射含有金黄色葡萄球菌的溶液。
结果,转基因奶牛的乳腺感染面积平均为14%,而普通奶牛的乳腺感染面积平均为71%,体内产生“溶葡萄球菌”最多的转基因奶牛的乳腺则没有任何感染迹象。
不过,研究人员指出,这种转基因奶牛只能抵抗由金黄色葡萄球菌感染导致的牛乳腺炎,对其他细菌引发的牛乳腺炎不一定有抵抗力。
另外,尽管基因改良是一种非常不错的技术,但它不能取代其他预防牛乳腺炎的措施。
新西兰培育的转基因奶牛:由此培育而成的转基因奶牛所产的奶中β酪蛋白含量提高了20%,K酪蛋白的含量也增加了一倍,这两种酪蛋白也正是干酪和酸奶制品的主要成分。
比如说,有些转基因奶牛可以成为生产医用蛋白质或某些药物制品的经济有效的“工厂”,...我国应用转基因技术生产转基因奶牛取得了重大进展。
在山东科龙畜牧产业有限公司与中国农业大学合作建立的转基因动物基地,获得两头转有人乳铁蛋白基因的克隆牛。
专家说,这两头克隆牛长大后,所产牛奶含有人奶的成分,具有极高的营养价值。
北京奶牛中心与中国农业大学合作,开展了转基因牛胚胎移植试验并获得成功。
研究人员利用中国农业大学国家重点实验室培育的转基因母牛作为供体,通过注射促卵泡激素药物进行超数排卵处理,并在母牛发情后利用优秀种公牛冷冻精液配种,生产体内胚胎,将获得的胚胎移植给奶牛中心良种场荷斯坦青年母牛受体子宫内。
应用超数排卵技术生产转基因牛胚胎,供体是转基因母牛,而配种使用的冷冻精液来自于非转基因种公牛,因此,生产的奶牛胚胎应有50%携带转基因。
2006年至2010年,累计移植转基因牛胚胎108枚,移植妊娠率高达66.5%。
产犊牛24头,其中公牛17头,母牛7头;成活17头(6头母牛,11头公牛),死亡7头(1头母牛,6头公牛);经中国农业大学研究人员采用PCR检测21头(包括4头死亡,17头成活的),携带转基因的犊牛8头(1头公牛犊出生死亡,7头成活),7头成活犊牛中, 6头公牛犊,已转入公牛站,另1头母牛犊,)。
阴性的13头(死亡的3头)。
该试验研究的成功,为今后快速扩繁转基因奶牛和实现产业化生产奠定了基础。
转基因牛所产牛奶含有丰富的高附加值营养成分,尤其对老年人和儿童具有重要营养保健作用,应用前景广阔。
4. 转基因技术的发展展望当前条件下,转基因技术还存在许多不足,还处于不断的发展与完善之中,表现在: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;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;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;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。
相信只要通过科学家的进一步研究和各国对转基因技术的规范管理,保证转基因技术的研究和开发的健康而有序,制定相关的法律、法规,健全转基因生物和转基因食品的管理,如对转基因作物进行监管,对转基因食品进行标识等,应该更深入的了解转基因技术其中的奥秘,只有更了解它才能利用好它,让我们的生活更加美好和谐,使公众对转基因技术有一个较为科学的认识,主动地接受转基因食品,使转基因技术贴近民众,造福于人类。
参考文献[1]郭黠,谢辉,何承伟.转基因动物研究进展[J].医学综述,2006(5)[2] Hammer RE, Pursel VG, Rexroad Jr CE, Wall RJ, Bolt DJ,Palmiter RD, et al. Production of transgenic rabbits, sheep andpigs by microinjection. Nature 1985;315: 680–3.[3] Krimpenfort P, Rademakers A, Eyestone W, van der Schans A,van den Broek S, Kooiman P, et al. Generation of transgenic dairy cattle using in vitro embryo production. Bio/Technology 1991; 9:844–7.[4] Wright G, Carver A, Cottom D, Reeves D, Scott A, Simons P,et al. High level expression of active human a-1 antitrypsin in themilk of transgenic sheep. Bio/Technology 1991;9:830–4.[5] Velander WH, Johnson JL, Page RL, Russell CG, SubramanianA, Wilkins TD, et al. High level expression of a heterologous inthe milk of transgenic swine using the human cDNA encodingprotein C. Proc Natl Acad Sci USA 1992;83:12003–7.[6] McCreath KJ, Howcroft J, Campbell KH, Colman A, SchniekeAE, Kind AJ. Production of gene-targeted sheep by nuclear transfer from cultured somatic cells. Nature 2000;405:1066–9.[7] Denning C, Burl S, Ainslie A, Bracken J, Dinnyes A, Fletcher J,et al. Deletion of the a-(1,3)galactosyl transferase (GGTA1) gene and the prion protein (PrP) gene in sheep. Nat Biotechnol2001;19:559–62.J.M. Robl et al. / Theriogenology 67 (2007) 127–133 131[8] Lai L, Kolber-Simonds D, Park KW, Cheong HT, Greenstein JL,Im GS, et al. Production ofa-1,3-galactosyltransferase knockoutpigs by nuclear transfer cloning. Science 2002;295:1089–92.[9] Dai Y, Vaught TD, Boone J, Chen SH, Phelps CJ, Ball S, et al.Targeted disruption of thea-1,3-galactosyltransferase gene in cloned pigs. Nat Biotechnol 2002;20:251–5.[10] Kuroiwa Y, Kasinathan P, Matsushita H, Sathiyaselan J, SullivanEJ, Kakitani M, et al. Sequential targeting of the genes encodingimmunoglobulin-m and prion protein in cattle. Nat Genet2004;36:775–80.注:该论文发表于《北京奶业》2012.02。