浅谈基因工程

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1、浅谈基因工程【摘要】：从20世纪70年代初发展起来的基因丁.程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。本文选取基因工程的2个研究课题，阐述了世界上技术发展主流方向的现状及前景。【关键词L基因工程农业医药【前言】：生物学家于20世纪50年代发现了DNA的双螺旋结构，从微观层面更进一步认识了人类及其他生物遗传的物质载体，这是人类在生物研宂方面的一次重大突破。60年代以后，科学家开始破译生物遗传基因的遗传密码，简单地说，就是将控制生物遗

2、传特征的每一种基因的核苷酸排列顺序弄清楚。在搞淸楚某些单个基因的核苷酸排列顺序基础上，进而进行有计划、人规模地对人类、水稻等重要生物体的全部基因图谱进行测序和诠释。人类对生物基因的破译带来了两个领域的革命性变化，一是农、Ih二是医学。基因工程在农业生产上己经被十分广泛地应用。其中对影响农作物营养的因子如虫害、低温、干旱、高盐碱、病毒、细菌、真菌等的研究较为重视，目的在于通过研宄抗药性基因的结构、功能及进化、抗病以及抗逆性的分子生物学过程，达到应用基因工程技术提高农作物抗病及抗逆性的能力，以增加产景，造福于人类。基因技术的突破，使科学家们得以传统育种专家

3、难以想象的方式，改良动植物，大大提高了经济效益。作物性状的改&将生物技术应用于农业领域，是农业发展的趋势。基因工程应用于医学，我们可以将具有特殊功能的基因转移到细菌或动物细胞中，利用细菌的快速繁殖，生产出符合我们需要的药物，如胰岛素、乙肝疫苗就是通过这种方法获得。目前已有上百种生物技术药品在市场上销售，更多的此类产品处于试制的不同阶段。人类的许多顽症，如癌症、心脏病等都有望通过基因药物获得治疗。一.基因工程与农业1.基因工程在国外农业领域的研究现状基因图谱：国际上植物基因图谱的研究以水稻基因组研究最为热门，日本、韩国均制定丫水稻基因组研究计划，我国在“

4、863”计划中已正式列项组织实施。水稻基因组总长度约为5万碱基对，是粮食作物基因组较小的一种，我国将在15年内完成水稻基因组合序列测定。于2001年完成了中国水稻（籼稻）基因组“工作框架图”和数据库，2006年2月，“水稻重要农艺性状相关功能基因组研究”取得重要进展。2003年11月，我国已在全世界率先完成家蚕基因组“框架图”绘制工作。可以认为,对农业有价值的基因的鉴定、分离等基础研宂是农业生物技术的发展前提。抗性育种：1）作物抗虫害：虫害严重影响农业生产，影响作物的产量和品质，制约农业经济的稳定发展。自从将Bt毒蛋白基因导入烟草表达后表现山抗虫特性以

5、来，国内外不少实验室在这方而开展了工作，并己相继获得抗虫基因番茄、马铃薯、卄蓝、棉花、杨树等。目前，除了将一些毒蛋白基因导入植物外，一些昆虫毒素基因也已被用于抗虫基因工程，取得很大效果。我国科学家在1991年成功地将苏云金芽孢杆菌（Bt）杀虫晶体蛋白基因导入棉花，获得了转基因植株。1993年将Bt晶体蛋白基因导入我国棉花品种中，获得了高抗棉铃虫的抗虫棉。中国农业科学院生物技术屮心培育出10多个棉花转基因品种品系，据试验对棉铃虫杀伤力达80%以上，并且具有丰产性和品质优良的特点。到0前为止，我国已育成10多个杀虫效果显著、丰产性能好、纤维品质优良，适用于

6、不同生态条件种植的品种或品系。2）作物抗病毒：目前主要采用的病毒的外壳蛋白（CP）基因导入植物的方法，使番茄、黄瓜、南瓜、甜椒等植物具有抗病性。如1986年美国华盛顿人学己将烟草花叶病毐（TMV）的外壳蛋白基因转移到烟草、番茄中，用于大田生产防效达90%。我国还将黄瓜花叶病毒（CMV）卫星RNA基因转入烟草、番茄、黄瓜，马铃薯X病毒（PVX）的CP蛋白基因转入马铃薯等，其中烟草抗TMV工程植株已进入大田试验。作物抗除草剂：国外用抗草甘膦的沙门氏菌基因、溴苯腈水解酶基因、单氧化酶基因转化短牵•卞、棉花、烟草、番茄等作物，我国用抗阿特拉津基因转化大豆、水稻

7、相继获得成功，目前己获得抗除草剂基因工程烟草、番茄、马铃薯、棉花、油菜、大豆、水稻等作物。良种选育：主要是提高光合效率、固氮效率、提高和改良种子贮藏蛋白的含量及组成、增加植物次生代谢产物的产率等4个方面。目前我国已用DNA及基因导入法获得了一些植物优良新品种。如将野生大豆高蛋白基因导入栽培大豆提高了蛋白质含量2-3%,野生稻导入栽培稻获得了穗大粒多抗逆性强的高产新糯稻品系，用荷麻DNA导入海岛棉品系获铃大高产棉花新品系及抗枯萎纤维强度大新棉株等。冃前科学家己分离出小麦、玉米、大豆、菜豆等作物种子蛋白基因，期望通过基因T程可使禾芥类蛋白含量提高，氨基酸组

8、分改善。而美国己将菜豆储藏蛋白基因转移到向日葵屮，把玉米醇溶蛋白基因转移到向日葵根部细胞。另外