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1、科技兴农 《西藏科技》2005年10期(总第150期)基因工程与现代农业兰小中 常恩龙(西藏大学农牧学院林学系;西藏林芝地区朗县中学,西藏 林芝 860000)摘 要:基因工程技术是20世纪70年代出现的一项新型的现代生物技术,它自身包含的内容广博,其应用范围也十分广泛。农业科学家和生物科学家将其应用于农业生产中便有了今天的现代农业生产。由于基因工程的应用,给现代农业带来了许多新的热点,这将给我国和全球的农业生产和发展带来空前的机遇和挑战。本文主要从基因工程的角度出发,以现代农业的具体例子探讨基因工程给现代农业带来的发展。关键词:基因工程 现代农业 抗除草剂
2、抗虫植物中图分类号:S188 在1953年,华生和克里克构建了DNA的双螺旋技术的迅速发展进一步促进了植物基因工程的发展,结构模型,使现代的生物技术研究具有了划时代的意如今,植物基因工程取得了重大成就。据1994年统义。随着现代生物技术的发展,特别是基因工程的不计,获得第一株转基因植物到现在,已有140多种植断发展,给全世界农业生产带来了空前的机遇和挑战。物,包括烟草、矮牵牛、胡萝卜、番茄、马铃薯、向日葵、在20世纪70年代新兴起的基因工程技术,给全球的油菜、苜蓿、亚麻、甜菜、棉花、芹菜、荷花、黄瓜、拟南工业、农业和医学等都产生了巨大的推动作用。进入芥、大白菜、大豆、水稻、玉米、莴苣、豇豆、
3、稞麦、杨树等21世纪,基因工程技术在农业生产中的应用又提升到相继被转化。内容涉及到植物的抗病、抗虫、抗除草了新的高度,各国对基因的争夺出现白热化的局面,基剂、抗逆和作物的高产优质、果蔬贮藏、谷物和其他作因组的研究也由原来的“结构基因组”向现在的“功能物的固氮能力、药物生产及环境美化等方面。以上成基因组”转变,对基因的争夺实质是对基因知识产权的就均依赖于植物基因工作的全套技术。争夺,这直接牵涉到经济效益的回报。近年来,基因工2 基因工程在现代农业中的具体应用程技术在世界范围内得到飞速发展,使得现代农业研提高农作物品种的抗病虫害能力,既可减少农作究中的抗虫、抗病、耐除草剂和高产优质的农作物新品物的
4、产量损失,又可降低防治用农药的费用,降低农业种培育成功。植物基因工程产业化的步伐在各国政府生产成本,提高效益。而通过作物基因工程,可获得抗的大力参与下正升温,预计在本世纪初期将成为许多病虫害的基因工程作物,增强农作物抗病虫害能力。国家经济的重要支柱产业之一,并将在解决目前人类211 抗虫作物所面临的粮食安全、环境恶化、资源匮乏、效益衰减等目前,已经发现了多种杀虫基因,但应用最多的是问题上发挥巨大的作用。植物基因工程技术不仅从根杀虫毒蛋白基因(Bt)和蛋白酶抑制基因(CPTI)。杀虫本上改变了传统农作物的培育和种植,也为传统农业毒蛋白基因是苏云金芽孢杆菌上分离出来的,将该基向现代农业转型奠定了坚
5、实的基础。因转入植物后,植物体内能合成毒素蛋白,害虫食过转1 基因工程简介入这种基因产生的毒素蛋白后,即会死亡。目前已成植物基因工程是近30年来随着DNA重组技术、功转入毒素蛋白基因的作物有烟草、马铃薯、番茄、棉基因遗传转化技术及植物组织培养技术的发展而兴起花和水稻等,正在转入该基因的作物还有玉米、大豆、的生物技术。20世纪70年代末80年代初,人们发现油菜、苜蓿、多种蔬菜以及杨树等林木。土壤根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)侵染植物细蛋白酶抑制基因最早先从菜豆中分离出来,害虫胞后能将其Ti质粒(Tumor-inducingplasmid,Ti-plas2食过转入该
6、基因的作物组织后,就无法消化某些必要mid)上的一段DNA(T-DNA)插入到被侵染细胞的基的蛋白质,会由于营养不良而死亡。目前,转入该基因因组,并能稳定地遗传给后代,植物的遗传转化技术随的作物有烟草、玉米、马铃薯、番茄和绿化的草坪草。之得到发展,为植物基因工程的发展创造了条件。植在利用杀虫毒蛋白基因方面,1985年比利时的科物的组织培养,如原生质体的培养和成株、细胞融合等学家最先从苏云金芽孢杆菌中分离出了杀虫毒蛋白基12《西藏科技》2005年10期(总第150期)科技兴农因,并通过Ti质粒将修饰后的该基因转入烟草中,获21211 向植物中转入病毒的外壳蛋白基因。人们早得的转基因植株内毒素蛋白
7、含量高达5mgPg植株。这就知道,接种病毒弱毒株能够保护植物免受强毒株系种转基因植物的叶片能有效地阻止烟草天蛾幼虫的危的感染,就像人接种牛痘可免除天花病毒感染一样。害,害虫1天内停食,3天内全部死亡。而对照植株4这种在一种病毒的一个株系系统地浸染植物后,可以～6天内遭到严重损害,12天后被咬食得片叶无存。保护植物不受同种病毒的另一亲缘株系严重浸染的现1987年美国培育出的抗虫番茄中转入了该基因,象
