转基因技术的应用
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转基因技术的应用与风险随着科技的不断发展和人类对生物学的认知不断深入,转基因技术已经成为了一种备受关注的技术。
从简单的角度来讲,转基因技术就是把某些物种的基因香入目标物种,使其表现出与原本不同的性质和特征。
尽管这种技术的应用可能会有一些好处,但是也有很多人担心其潜在的风险和影响。
因此,在这篇文章中,我们将深入探讨转基因技术的应用与风险。
一、转基因技术的应用转基因技术在目前被广泛应用于农业和食品行业。
其中,最常见的应用之一就是改良农作物。
通过精选一些抗性强、产量高的品种,在其基因层面上进行改良,可以使它们更好地抵抗疾病和害虫的侵害,同时还能增加其产量和质量。
对于世界上很多地区来说,这样的技术可以帮助人们解决饥饿和粮食短缺的问题。
除此之外,转基因技术还可以用来提高食品的口感、营养价值和储存寿命等方面。
这些都有望改善人们的生活质量。
二、转基因技术的风险尽管转基因技术的应用看起来很有前途,但是也有很多人对其潜在的风险和影响感到担心。
首先,转基因作物可能会对生态系统造成一定的影响。
由于这些作物表现出了不同于自然物种的性质,可能会对周边的生态环境造成一些不良的影响。
例如,它们可能会对本地区的生物多样性造成破坏,或者干扰其它植物的生长。
此外,转基因作物也可能会对健康造成风险。
由于将外来基因加入到作物中,它们可能会产生一些新的化学物质,这些物质可能会对人体造成一些不良的影响。
例如,它们可能会导致过敏反应或其他毒性反应。
而这些后果可能需要很长时间才能暴露出来。
另外,还有一些人对转基因技术的潜在滥用和商业化问题持谨慎态度。
一些人担心,如果这种技术太过商业化,那么可能会出现一些未经严格检验和认证、风险极高的转基因食品流入市场的情况。
这不仅会对消费者带来风险,也可能会对生态系统和环境造成一些无法挽回的损害。
三、结论与展望基于以上的分析,我们可以得出这样一个结论:转基因技术的应用和风险是一把双刃剑。
一方面,它可能会为人类带来许多福祉,改善我们的生活质量。
畜牧生物育种中的转基因技术的应用前景转基因技术是当代生物学领域的一项重要技术,通过对生物基因进行改造和调整,可以为畜牧生物育种带来许多潜在的应用前景。
转基因技术的运用可以提高畜牧业的产量和质量,增强畜禽的抗病能力,改善农业环境和提高养殖动物的健康状况。
然而,对于转基因技术的应用,仍然存在一些争议和困扰,需要科学家们和决策者共同努力来解决。
首先,转基因技术可以为畜牧业的产量和质量带来显著的提升。
通过引入转基因,科学家们可以调整畜禽的性别比例,以实现性别控制和优势性状的选择。
这有助于提高畜牧业的经济效益和市场竞争力。
另外,转基因技术还可以为畜禽提供抗病性和耐疾病的特性。
通过引入抗病基因,科学家们可以增强养殖动物的抗病能力,减少药物使用和疫苗接种的需求,提高畜禽的生产力和健康水平。
其次,转基因技术可以改善农业环境和减少环境污染。
传统的畜牧业常常面临废弃物处理和环境污染的问题。
然而,利用转基因技术,科学家们可以改变动物的消化系统,使其对植物纤维素更加高效的利用。
这一技术称为纤维素酶基因转导,通过该技术可以降低饲料消耗量和粪便排放,减少环境污染的风险。
此外,转基因技术还可以改变养殖动物的氮排放模式,减少氮肥的使用量,避免土壤和水资源的过度污染。
然而,尽管转基因技术在畜牧生物育种中有着广阔的应用前景,我们也需要正视其中的一些潜在风险和挑战。
首先,转基因技术可能导致对环境和生态系统的不可逆转的影响。
转基因动物的释放可能对野生生物造成潜在的威胁,进而影响生物多样性和生态平衡。
因此,在应用转基因技术时需要制定严格的监管政策和风险评估体系,确保转基因动物的安全性和稳定性。
其次,转基因技术的应用还会面临公众对转基因食品的质疑和担忧。
尽管科学研究表明转基因食品对人体健康的风险非常低,但公众对于转基因食品的态度往往缺乏科学依据,并受到媒体和非政府组织的影响。
因此,加强对转基因技术的科学宣传和普及教育非常重要,增强公众的科学素养和理性判断,以消除对转基因食品的误解和恐惧。
转基因的原理及应用1. 什么是转基因?转基因是指将外源基因导入特定生物体中,并将其加入到目标生物体的基因组中的技术。
通过转基因技术,可以实现在生物体中插入特定的基因,使其拥有某种新的性状或功能。
2. 转基因的原理转基因的原理是通过将外源基因导入目标生物体的细胞中,使其融入到目标生物体的染色体中,从而实现新基因的表达。
具体步骤如下:1.选择目标基因:根据需要的性状或功能,选择目标基因。
2.制备载体:将目标基因载入到适当的载体中,常用的载体有质粒、病毒等。
3.导入细胞:将载有目标基因的载体导入目标生物体的细胞中,常用的方法有基因枪法、电穿孔法等。
4.基因整合:目标基因在细胞中整合到染色体上,被复制和传递给细胞的后代。
5.基因表达:目标基因在目标生物体的细胞中被转录为mRNA,并翻译为蛋白质,从而表达出目标性状或功能。
3. 转基因的应用转基因技术在农业、医药、工业等领域具有广泛的应用。
以下是几个常见的转基因应用示例:1.转基因植物:转基因植物广泛应用于农业领域,其中最著名的应用之一是转基因作物的开发。
通过插入耐草害、抗虫害、耐旱等性状的基因,改良了作物的抗病性、抗虫性以及适应环境能力,提高了农作物的产量和品质。
2.转基因动物:转基因技术也被用于动物遗传改良。
例如,在转基因小鼠中引入人类疾病相关的基因,构建模型来研究人类疾病的机制,加速药物研发进程。
此外,转基因技术还可用于改良畜禽品种,提高其抗病能力、生长速度等。
3.转基因微生物:转基因微生物常用于工业生产,例如利用大肠杆菌进行重组蛋白生产。
通过插入目标基因,使微生物能够高效地合成某种酶或蛋白质,从而简化工艺流程,提高生产效率。
4.转基因药物:转基因技术也被用于医药领域的药物研发。
例如,通过转基因技术生产重组人胰岛素,提供给糖尿病患者使用。
同时,借助转基因技术,还可以生产其他蛋白质药物,如生长因子、抗体药物等。
4. 转基因技术的争议转基因技术虽然在各个领域有广泛的应用,但也引发了一系列争议。
转基因生物的应用转基因生物是指经过人为基因改变的生物,包括转基因植物、转基因动物和转基因微生物。
据统计,目前全球有超过30个国家和地区已经开展了转基因研究和应用,转基因技术已经在食品、医药、农业、环境等领域得到广泛应用。
一、食品领域转基因技术在食品领域的应用主要是提高作物的产量和质量,改善作物的耐病性和适应性以及增强食品的营养价值。
例如,转基因黄金大米就是在普通大米的基础上利用基因工程技术增加了维生素A含量,从而有助于缓解世界上许多贫困地区缺乏维生素A的问题。
此外,转基因玉米、转基因大豆等转基因作物也广泛应用于食品生产中,其在生产效率、增强抗病性、品质控制和营养改良方面都具有显著优势。
二、医药领域转基因技术在医药领域的应用也十分广泛。
其中,最为著名的例子就是基因治疗,它利用基因工程技术改变人类基因,治疗一些目前无法根治的疾病,如癌症、遗传性疾病等。
此外,转基因蛋白在制药行业中也得到广泛应用,用于生产各种药物如疫苗、生长因子等,这些药物能够提高治疗效果、减轻副作用和降低成本。
三、农业领域在农业领域,转基因生物的应用也十分广泛。
它能够提高农作物及家畜的生产效率,增强抗病性和适应性,改善作物品质和提高肉类的质量。
此外,还可以把一些有益基因导入到作物中,如转基因水稻中增加硝酸盐的吸收能力、转基因玉米的抗虫性等,从而能够更好的保护作物并提高其产量。
四、环境领域转基因技术在环境领域的应用主要是利用其在微生物领域的优势,帮助解决环境污染问题。
例如,利用转基因微生物来分解污染物,可以有效清除污染物,达到环保目的。
此外,转基因油菜还可以在快速富集和转化有害金属离子的过程中发挥作用。
总之,转基因技术的应用涉及到众多领域,如食品、医药、农业和环境等,其应用范围十分广泛。
虽然在一些领域中还存在存在一些争议,但无疑它已经成为现代技术发展的重要组成部分。
转基因技术的基本原理和应用随着生物科技的不断发展,转基因技术已经成为了农业领域中的一项重要技术,对许多植物品种的改良起到了重要作用。
那么,究竟什么是转基因技术呢?它有哪些基本原理和应用呢?接下来,我们将详细介绍一下这方面的知识。
一、转基因技术的基本原理转基因技术,顾名思义,就是将外源基因转移到目标生物体内,使其产生新的基因组成。
其主要原理就是利用“基因克隆”技术,将外源基因通过人工手段插入到目标基因组的某个特定位置上,从而改变其遗传特征。
具体而言,转基因技术主要包括以下步骤:1. 基因的克隆:首先,需要从源生物中提取出需要的DNA(脱氧核糖核酸)序列,利用PCR(聚合酶链反应)技术将其扩增至足够的数量,然后将其插入到质粒(一种环形DNA分子)中。
2. 基因的传递:接下来,将质粒注入到植物的幼芽或细胞中,并利用特定的物理或化学方法促使其转染到细胞内部。
随着时间的推移,质粒会整合到目标细胞的基因组中,并产生新的遗传特征。
3. 遗传特征的评估:最后,需要评估新的遗传特征是否真正得到了改变。
通常情况下,需要通过PCR、Southern印迹、Western印迹等方法进行鉴定,以确保其具有所需的基因组成。
二、转基因技术的应用1. 农业领域中的应用转基因技术在农业领域中的应用非常广泛,主要包括以下几个方面:(1)基因修饰的农作物:通过对植物基因组的改良,可以使其具有更好的耐旱、耐寒、抗虫等特征,从而增加其产量和品质。
例如,转基因玉米和转基因大豆就比传统品种更具有耐病抗虫的能力,以及更高的产量和质量。
(2)新品种的培育:利用转基因技术,可以在较短时间内培育出更加适应环境的新品种,也可以改良对人体有益的植物,如改良大米、小麦等谷类作物,使其更加富含营养成分,从而提高人类的健康水平。
2. 医学领域中的应用除了在农业领域中的应用之外,转基因技术还具有重要的医学应用价值。
例如,目前已经有越来越多的医学研究机构正尝试使用转基因技术来改良疫苗和治疗方法,以更好地保护人类健康。
生物制药中转基因技术的应用与发展研究转基因技术作为近年来生物制药领域的重要技术之一,已经在生产过程中得到了广泛的应用,并在一定程度上改变了传统的生物制药生产模式。
本文将围绕转基因技术在生物制药中的应用与发展进行深入探讨,分析其在生物制药领域的重要作用和前景。
1. 生物药物生产转基因技术在生物药物生产中的应用是其最常见的应用之一。
利用转基因技术,科学家们可以将外源基因导入到宿主细胞中,使得宿主细胞拥有生产特定蛋白的能力。
这些蛋白通常被用于制造生物药物,如重组蛋白、抗体等。
通过转基因技术,在生物制药中生产的生物药物通常具有更高的纯度和更好的活性,同时也大大提高了生产效率和产量。
2. 疫苗生产转基因技术还在疫苗生产中得到了广泛的应用。
传统疫苗的生产通常需要使用活病毒或细菌,这带来了一定的安全隐患。
而利用转基因技术,科学家们可以将病毒或细菌的特定基因转移到其他安全的宿主细胞中,使得这些宿主细胞具有生产病毒或细菌蛋白的能力,从而制造安全有效的疫苗。
这种方法在疫苗生产中有望替代传统的生产方式,提高疫苗的安全性和效果。
3. 基因治疗转基因技术还被广泛应用于基因治疗领域。
基因治疗是一种新型的治疗方法,通过将特定基因转移到患者体内,修复或替代受损基因,达到治疗疾病的目的。
转基因技术为基因治疗的实现提供了关键的技术手段,使得科学家们能够设计并生产出更加安全有效的基因治疗药物。
二、转基因技术在生物制药中的发展1. 技术的进步2. 新技术的涌现除了基因编辑技术外,近年来还涌现出许多新型的转基因技术,如CRISPR/Cas9技术、TALEN技术等,这些技术都在一定程度上提高了生物制药中转基因技术的应用水平。
这些新技术的涌现也为生物制药领域的发展带来了更多的机遇和挑战。
3. 市场的扩大随着转基因技术在生物制药中的应用范围不断扩大,生物制药市场也在不断扩大。
越来越多的生物制药公司将转基因技术作为其核心竞争力,并投入大量资源进行研发和生产。
动物转基因技术的应用与发展动物转基因技术是一种使用基因重组技术来改变动物遗传特征的方法。
它已经被广泛应用于农业、医学和科学研究领域。
本文将介绍动物转基因技术的应用以及其在发展过程中面临的挑战。
一、农业应用1.提高农产品质量动物转基因技术被运用于改良农产品,使其具有更好的质量和耐抗性。
例如,将鱼类的抗冷基因导入猪的基因组,可以使猪具备更好的抗寒能力,提高猪肉的质量。
2.增加产量通过转基因技术,科学家可以改变动物的生长速度和体重增加率,进而提高农业产量。
例如,转基因鸡可以在相同时间内生长更快,产量更高的肉。
二、医学应用1.药物研发动物转基因技术在药物研发过程中扮演着重要角色。
研究人员可以将人类的疾病基因导入到转基因动物体内,模拟人类疾病的发生和发展过程,用于药物的研发和测试。
这种技术有助于提高新药的研发效率和准确性。
2.疾病治疗动物转基因技术还可以用于治疗某些疾病。
例如,通过将人类抗血友病基因导入到小鼠体内,可使小鼠具备抗血友病的能力。
这种转基因动物可以为人类血友病的治疗提供新的思路和方法。
三、科学研究应用1.基因功能研究通过转基因技术,科学家可以在动物中插入特定的基因,以研究其功能和作用机制。
这些研究有助于人们更好地理解基因对生物体发育、生长和生命活动的影响,为遗传学和生物学领域的学术研究提供了有力的工具。
2.进化研究动物转基因技术也可以用于研究物种的进化历程和遗传变异。
通过改变动物的基因组,科学家可以重建已灭绝物种的基因组,有助于揭示物种起源和演化的秘密。
动物转基因技术的发展遇到的挑战:1.伦理问题动物转基因技术的应用涉及到伦理道德问题,例如人类的基因是否可以导入到动物体内等。
这需要相关机构和研究人员严格遵守伦理准则,确保技术的合理和安全运用。
2.风险评估转基因技术的应用需要对相关风险进行评估,并制定相应的风险管理措施。
这包括对转基因动物的遗传稳定性、对生态系统的影响以及潜在的安全风险进行评估和监测。
转基因技术在工业生产中的应用一、引言转基因技术是指利用基因工程技术进行基因改造并将其引入目标生物体中的过程。
转基因技术已成为当今生物技术的重要分支之一,它能在生长期和生产过程中为工业生产带来许多好处。
在工业生产中,转基因技术已经得到广泛的应用,并且将继续被利用。
二、转基因技术在传统工业中的应用1. 发酵工业转基因技术在发酵工业中已经得到广泛的应用。
通过转基因技术,工业微生物可以被改造成具有更快更高的产酶能力。
这样就可以确保发酵过程更快,产量更高,从而加快物质转化的速度,降低制造成本,提高生产效率。
例如,使用转基因酵母菌可以生产高品质的羟基酸和乳酸等产品,这些产品用于生产医药和预防保健产品。
2. 纺织工业转基因技术在纺织工业中也具有重要的意义。
利用转基因技术将染色体基因进行改造,可以使得纤维素素通过生长周期更短的植物产生出更多且更有质量的纤维素素。
这样不仅可以减少生产成本,而且可以提高产量和质量,满足市场需求。
同样,利用转基因技术生产新型纤维素素,可以为环保事业做出贡献。
3. 化工工业转基因技术在化工工业中也得到了极大的应用。
通过转基因技术,化工细菌的基因被改造,从而能够生产出更多且更好的化学产品,如氨基酸、有机酸等。
同时,这也可以有效地控制一些细菌的生长,防止它们的生长导致生产过程的负面影响。
三、转基因技术在新兴工业中的应用1. 生物燃料工业利用转基因技术,将非食用植物材料如木材或芦苇转化成高品质生物燃料已经成为转基因产业中的一个重要方向。
通过提高生物燃料的产量及质量,这些生产商不仅可以生产出更多的生物柴油和生物乙醇,而且还可以改善环境,增加就业机会。
2. 基因药物工业转基因技术已成为基因药物产业的重要支撑,通过改造人类细胞,可以使得基因药物的生产成为可能,也让临床应用的成功率大大增加。
基因药物的具体应用方向包括疾病特异性的治疗、心血管疾病和肿瘤的预防和治疗等。
3. 新材料工业作为转基因技术发展方向的新型材料工业也开始建立。
转基因技术在农业生产中的应用转基因技术指的是通过基因工程手段改变生物的遗传信息,从而使其具有某些特定的性状。
转基因技术在农业生产中越来越广泛应用,既可以提高农作物的产量和品质,也可以抵御病虫害等外界威胁。
本文将从几个方面探讨转基因技术在农业生产中的应用。
一、提高农作物的产量和品质以水稻为例,转基因技术可以使水稻具有更好的抗病性、耐旱性、抗逆性等特性,从而可以提高水稻的产量和品质。
同时,转基因技术也可以使农作物的营养价值更高,例如通过转基因技术可以使玉米中含有更多的蛋白质,从而可以提高其在饲料中的价值。
二、抵御病虫害等外界威胁转基因技术可以使农作物更具有抗性,从而可以抵御病虫害等外界威胁。
例如,在玉米中加入抗昆虫基因,就可以使其具有更好的抗虫能力。
此外,转基因技术还可以使作物对于某些病毒和细菌更具有抵抗力。
三、提高农业生态环境转基因技术还可以通过改变农作物的生长特性,从而提高农业生态环境。
例如,通过转基因技术可以让作物对于某些有害物质更具有吸收能力,从而减少这些有害物质对环境的污染。
此外,通过转基因技术还可以让作物更具有抗胁迫能力,从而能够在恶劣环境下更好地生长和发展。
四、促进食品安全和营养健康转基因技术还可以促进食品安全和营养健康。
例如,在食品加工中添加转基因的菌株可以降低致病菌的数量,从而提高食品的卫生安全性。
此外,通过转基因技术可以使一些作物中的营养成分更加丰富,从而可以更好地满足人们对于营养健康的需求。
总之,转基因技术在农业生产中的应用可以从多个方面提高生产效率、减少环境污染、促进食品安全和营养健康。
当然,在应用转基因技术时也需要注意一些问题,例如防止转基因生物的扩散和影响人类健康等。
因此,我们应该在科学、严谨的监管下,合理、安全地应用转基因技术,促进农业的可持续发展。
转基因技术在农业发展中的应用转基因技术,也称作基因工程技术,以对生物基因进行改造和调整为目的,通过添加、删除、修改或替换一个或多个基因模块,来研发新的生物品种或改良已有生物品种。
随着科学技术的发展,转基因技术在许多领域都有广泛的应用,其中农业领域是应用最广泛的领域之一。
一、转基因技术在农业领域的应用要了解转基因技术在农业领域的应用,首先需要了解该技术的应用原理。
转基因技术通过人工改变农作物的基因,达到更快、更好、更安全、更健康的目的。
这通过向农作物注入已知功能的外源基因或进行自身基因的调控来实现。
仅在美国,就有超过90%的大豆、玉米和棉花作物采用了转基因技术。
农作物的基因改变可以带来多种好处,其中最主要的是提高作物的产量和产质量,从而提供更多、更优质、更便宜的粮食和其他食品。
此外,某些鉴定为转基因的作物还可以减少对农药和化肥的依赖,帮助减少对生态环境的影响。
常见的转基因作物包括玉米、大豆、棉花、西瓜、木瓜等,其应用范围涉及到多个方面。
二、转基因技术在改善作物抗逆性上的应用由于各种环境因素的影响,农作物的生长和产量通常会受到限制。
这就需要改良作物的抗逆能力,以便在逆境环境下生存和保持正常的生长状态。
这方面的应用主要包括以下几个方面:1. 抗病毒性某些转基因作物,如抗病毒的蔬菜,可以禁止病毒通过感染作物进行传播。
例如,在葡萄中加入某些病毒的基因改变,使它们对抗葡萄黑腐病有了更强的抵抗能力。
2. 抗热性转基因技术可以通过加强农作物抵御高温的能力来帮助农业发展。
例如,将热耐性基因导入小麦中,可以改善小麦在高温环境下的生长状态,从而增加产量。
3. 抗干旱能力干旱是农业生产中面临的一大问题,而转基因技术可以帮助改良作物的抗旱能力。
例如,在水稻中增加某些基因,可以使其在干旱环境下仍能正常生长和产量。
三、转基因技术在农业生产精准度方面的应用除了改善作物的抗逆能力外,转基因技术还可以实现对农作物精准生产的控制。
这方面的应用主要包括以下几个方面:1. 调节作物的生长周期转基因技术可以修改作物基因组中负责调节生长周期的基因,从而改变作物从种子到成熟的时间和速度。
转基因技术的应用摘要:本文较系统地介绍了植物基因转移方法,综述了转基因技术在各个领域方面的应用概况,并对转基因植物的前景作了展望。
关键词:植物;基因;转基因技术The application of the transgenic technology Abstract: This article systematically introduces the plant gene transfer method, this paper reviewed the application of transgenic technology in all areas of general application, and the transgenic plants prospects are described.Key words: Plants; gene; genetically modified technology将外源或者人工修饰的基因导入植物基因组并稳定表达,可改变生物体性状并遗传下去,这就是植物转基因技术。
1983年,人类首次获得转基因植物,1986年美国和法国的科学家第一次进行了抗除草剂转基因烟草的田间试验[1]。
此后,植物转基因的研究与应用在世界各地蓬勃发展,并创造了巨大的经济效益。
随着研究的深入,转基因植物的应用被不断拓宽,在农业上取得巨大经济效益的同时,其在医疗、资源、环境污染处理等方面的研究也吸引了越来越多的研究者。
1 国内转基因植物研究现状在国家“863”术研究与发展计划及国家科技攻关计划的资助下,我国转基因植物的研究和应用取得了显著的进展,主要是在植物抗虫、抗病、植物抗逆、植物品质改良、植物叶绿体等基因工程和植物生物反应器方面,有些研究已经达到国际先进水平。
据1996物技术学会统计,我国投入研究和开发的转基因植物达 47涉及各类基因 103种。
近年来有20种转基因植物进入了田间试验或环境释放阶段。
目前我国有3 种转基因植物被批准进入商品化生产,包括我国自己培养的耐储存番茄、抗虫棉、观赏植物矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄,以及美国孟山都公司培育的抗虫棉。
在上述转基因作物中,种植面积最大的是抗虫棉,中国的抗虫棉(Bt棉)占整个棉花面积的20%[2]。
2植物基因转移的主要方法转基因植物研究取得了令人鼓舞的突破性发展。
十几年来转基因植物这一技术日趋完善在提高植物抗性、改良作物品质以及作为生物反应器生产有用的化合物等方面发展迅速植物转基因方法可分为生物学、化学和物理学方法三大类。
生物学方法有农杆菌介导转化法、花粉管通道法、病毒介导法等;物理学方法包括基因枪法、显微注射法和电激穿孔法等;化学方法包括聚乙二醇法、脂质体法等。
在上述多种方法中,占主导地位的是农杆菌介导法,常用的还有基因枪法。
农杆菌介导法的原理是: 在农杆菌基因 chvA, chvB,pscA, and att家族所编码的蛋白和植物伤口产生的酚类物质和糖类物质的共同作用下, 农杆菌识别并附着在宿主细胞壁上。
virD4和virB 基因编码蛋白组成的typeIV分泌系统将单链 VirD2-T-DNA 复合体运送到宿主细胞内。
此外,VirE3 、VirE2和VirF蛋白也通过该系统进入宿主细胞中。
在宿主细胞质中, VirE2蛋白与VirD2-T-DNA复合体结合。
在 VirD2核定位信号、某些农杆菌蛋白和宿主细胞蛋白的共同作用下, VirD2-T-DNA复合体进入细胞核[3]。
基因枪转基因技术:由康奈尔大学 Sanford 提出,是将目的基因包裹在直径在微米级的球状金粉或钨粉颗粒上,用火药爆炸或高压气体加速金属微粒将其送到受体植物细胞中,再通过组织培养获得完整植株。
3 转基因细胞的鉴定目的基因进人细胞后,能否在正常的植物体上准确表达,还必须对植株进行转基因细胞鉴定现常用报告基因对一些细胞进行鉴定。
报告基因是用于检测基因在导人受体细胞后,是否具有功能的一种指示基因,常用的报告基因有如下几类:3.1 Cat基因又叫氯霉素乙酰转移酶基因,来源于细菌转座子Tn9导人转基因细胞后表达产物是氯毒素乙酰转移酶,可催化氯霉素形成3一乙酰氯霉素和1,3一二乙酰氯霉索,而使抗生素失活。
凡导人细胞后,能抗氯霉素,就是转基因细胞。
3.2 nptⅡ基因新毒素磷酸转移酶基因,也称氨基葡萄糖背磷酸转移酶基因。
是从细菌转座子Tn5中分离出来的nptⅡ导人细胞后,可以使转化细胞对氨基葡萄糖苷类抗生素(卡那霉素、庆大霉素) 产生抗性。
如果nptⅡ转人细胞后,能够使抗生素失去活性,就说明目的基因在受休细胞中得到了表达。
3.3荧光素酶基因来源于细菌或荧火虫。
此基因导人受体细胞后如果能表达就能产生荧光素酶,此酶在 Mg24和ATP存在的条件下 ,可以氧化荧光素。
在氧化过程中发出荧光,可用荧光器测定,如荧光较强,可以在暗处看到,如果看到荧光,就说明目的基因在受休细胞中得到了表达,反之则没有表达[4]3.4 冠瘿碱合成酶基因导人受体细胞后,如果是转墓因细胞,冠瘿碱合成酶基因就能表达,产物是冠瘿碱(如:章鱼碱、胭脂碱),可通过鉴定冠瘿碱来确定转基因细胞。
4 转基因技术的应用自1984 年报道获得第一例完整转基因植株以来,随着分子生物学技术的飞速发展, 转基因研究进展很快。
国内外的科学家们在基因转移技术方面、在提高农作物的抗虫、抗病、抗逆和品质改良方面都取得了令人瞩目的成就。
1987年Umbeck 等首次报道通过农杆菌介导法将抗卡那霉素基因转入棉花; 1988 年转基因水稻获得成功; 1988 年Guozzo 等报道将CMV 的外壳蛋白基因转入烟草中, 得到的转基因烟草能显著地抵抗CMV 的侵染; 1987 年Pua 报道了转基因油菜; 1990 年Fromm 报道了转基因玉米, 1992 年Vasi l等获得了世界上第一株转基因小麦;中棉所培育出了“93R—1”、“93R—2”、“ 93R—6”等中、早熟抗虫棉新品系, 使我国成为继美国之后第二个具有抗虫转基因棉花的国家。
在1986~1995 年的10年期间, 全世界已获得了70多种转基因植株, 有34个国家进行了3647例转基因植物田间试验。
转基因技术将为人类解决当今面临的食品、环境和能源等重大问题提供有力手段[5]。
4.1转基因技术在农业中的应用转基因技术彻底打破了常规育种中种属间不可逾越的鸿沟, 转基因植物的培育成功为作物育种开辟了一条新途径, 利用转基因技术导入优良外源基因, 可以改良作物品种。
目前, 尽管转基因植物研究方面普遍存在转化率低, 转化植株局限于少数作物和基因型, 再生植株遗传不稳等问题, 但是除高产转基因植物的研究报道较少外, 在抗病毒、抗虫、改良作物品质、雄性不育性,抗逆性基因植物方面都取得了显著进展。
4.1.1转基因增强植物抗逆性植物在自然界生长过程中易受外界环境影响,如旱涝、盐碱、强光、寒冷、高温、低温等作用于植物,会引起植物体内发生一系列的生理代谢反应,表现为代谢和生长的可逆性抑制,严重时甚至引发不可逆伤害导致整个植株死亡。
据 Wired Science 报道,加州大学河滨分校的科学家通过改变一种基因,让作物能够与有毒的铝相容。
通过此技术,可能栽培出能在因含铝而被定性为有毒的土壤中生长的农作物。
4.1.2 抗病毒基因方面目前主要有向有关农作物中转入病毒外壳蛋白(CP) 基因、转入反义基因、转入病毒基因的其他组分、转入农作物本身的抗性基因等方法。
早在1986年,美国就成功地将烟草花叶病毒(TMV)的CP基因转入烟草,这种转基因烟草和它的后代都表现出对TMV 浸染有抗性。
我国抗病毒植物基因工程方面已经取得了很大的进展。
4.1.3 抗虫基因方面主要是用苏云金芽孢杆菌中的一种毒素蛋白(伴孢晶体蛋白,这种蛋白能专一地杀死危害农作物的鳞翅目昆虫的幼虫)的基因,而它对人畜是安全的。
英国近年来把豇豆种子中的胰蛋白酶抑制剂导入烟草,其表达产物——胰蛋白酶抑制剂可引起多种昆虫发生消化不良,从而防治虫害。
4.1.4 改良作物品质基因方面可增加作物的蛋白质含量、增强抗逆性等.在澳大利亚已把豆类植物的蛋白质基因转入牧草,提高了牧草的质量; 日本有一家研究所把从水稻、松树、梨树中分离的光合作用基因导入光合作用弱的作物中,加快了作物的光合作用强度,促进作物的成熟, 提高了产量; 利用反义RNA 技术也已培养出保鲜期长的番茄,而且这种番茄酸甜适度,保鲜期最多可延长3-6个月。
4.2 转基因技术(GM)在医学上的应用转基因技术( GM) 在医学上的应用也很广泛,如为糖尿病人生产的胰岛素;或被用于遗传病方面的治疗。
还有一种在免疫学上的功用就是通过农业种植转基因食品的方式, 生产出人用疫苗或功能蛋白,打破传统的疫苗生产方式,代之以大田栽培作物获得来源广、成本低的廉价植物疫苗( 或叫口服疫苗)。
这种农业方式被叫做“分子农业”。
现在很多国家的科学家致力于利用这种生物技术将普通的水果和蔬菜改造成有效地预防疾病的疫苗, 并取得了很大的进展。
如美国科学家已获得了转乙肝表面抗原基因的烟草、转大肠杆菌、伤寒菌、Norwark 病毒有效抗原基因的烟草和马铃薯。
目前,乙型肝炎表面抗原、大肠杆菌不稳定肠毒素(LT2B)抗原、诺沃克病毒衣壳蛋白、口蹄疫病毒VP1抗原、霍乱抗原等都已经在转基因植物中成功表达,并且成功地诱导动物产生保护性免疫反应。
狂犬病毒糖蛋白在转基因西红柿中也已经成功地表达。
转基因植物产生的抗体、疫苗等,具有生产成本低,可规模化生产,方便保存运输等优点,2006年2月,美国农业部(USDA)签发批准了转基因鸡新城疫植物疫苗商品化,这是第一个被许可上市的兽用转基因植物疫苗[7]。
4.3 转基因植物在其它方面的应用植物转基因技术除了主要用于农业和医疗方面外,在保护环境和能源方面也有很好的发展前景。
比如转基因植物用于处理土壤重金属污染,利用重金属富集植物从土壤中吸收重金属,通过植物的迁移转运作用,在可收割部位富集,待植物收获后再进行处理。
现在,转基因植物在处理 Hg,Se等污染中,已经发挥重要作用;转基因植物在生产生物燃料方面也有应用,美国能源部 Brookhaven 国家实验室的科学家从拟南芥和白杨(Populus trichocarpa)中发现一个基因家族可以控制细胞壁-酰基的结合,阻止生物纤维被消化为糖,使工程作物更容易生产生物燃料;通过转基因技术改造的杨树也可以产生作为造纸重要原料的长纤维,使杨树成为环保优质的造纸原料;此外转基因技术在花卉改良中也发挥着重要作用、培育色彩新奇、形态优美、抗性优良和花期延长的花卉新品种是转基因技术应用于花卉的主要目标。
5 转基因技术的安全性目前, 遗传工程体及其产品的环境释放安全性与食品安全性受到了社会的广泛关注。