轉(zhuǎn)基因技術(shù)
轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指利用DNA重組、轉(zhuǎn)化等技術(shù)將特定的外源目的基因轉(zhuǎn)移到受體生物中，并使之產(chǎn)生可預(yù)期的、定向的遺傳改變。轉(zhuǎn)基因技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的核心組成部分。相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物對(duì)農(nóng)民來說收益更大，更有利于環(huán)保。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物有兩大重要優(yōu)點(diǎn)，一是降低對(duì)殺蟲劑的需求，二是對(duì)除草劑更耐受。
一連串基因研究工作開啟了人類改造生物的新紀(jì)元，這種按照工程設(shè)計(jì)原理，利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的技術(shù)體系被稱為“基因工程”或“遺傳工程”。人們通常將植物基因工程稱之為“轉(zhuǎn)基因技術(shù)”，所獲得的產(chǎn)品被稱為轉(zhuǎn)基因植物或轉(zhuǎn)基因作物，有時(shí)也使用“遺傳修飾生物”或“工程作物”等名稱。
自然界每天都在發(fā)生著遺傳基因突變，比轉(zhuǎn)基因可能帶來的突變概率還要大。轉(zhuǎn)基因則實(shí)現(xiàn)了人工選擇優(yōu)良基因，跨物種集聚優(yōu)良的性狀。它打破物種屏障，拓展了可利用的基因資源，提高了選擇效率，育種進(jìn)程更高效。
世界衛(wèi)生組織以及聯(lián)合國糧農(nóng)組織認(rèn)為：凡是通過安全評(píng)價(jià)上市的轉(zhuǎn)基因食品，與傳統(tǒng)食品一樣安全，可以放心食用。自1996年轉(zhuǎn)基因作物大規(guī)模商業(yè)化種植以來，經(jīng)過安全評(píng)估的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品已經(jīng)成為世界數(shù)十個(gè)國家人們的日常食品，沒有發(fā)現(xiàn)一例通過食物傳遞遺傳物質(zhì)整合進(jìn)入人體遺傳物質(zhì)的現(xiàn)象。
發(fā)展過程 編輯本段
1953年，沃森(Watson JD)和克里克(Crick FHC)首次提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型和半保留復(fù)制假說。
1966年，美國科學(xué)家尼倫伯格(Nirenberg MW)等破譯了全部遺傳密碼，宣告了分子生物學(xué)的誕生。隨著DNA限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶等工具酶的相繼發(fā)現(xiàn)，為體外遺傳操作提供了便利的工具。
1972年，美國科學(xué)家波義爾(Boyer HW)和博格(Berg P)等成功實(shí)現(xiàn)了將不同來源的兩段DNA拼接在一起的工作，標(biāo)志著DNA重組技術(shù)的誕生。
1974年，莫洛(Morrow JF)等率先在大腸桿菌中表達(dá)真核生物基因。
1978年又實(shí)現(xiàn)了人腦激素和人胰島素基因在大腸桿菌中的表達(dá)。
1983年，科學(xué)家首次完成了對(duì)植物(煙草)的遺傳改造。
技術(shù)原理 編輯本段
轉(zhuǎn)基因即將人工分離、修飾后的D N A、基因?qū)?/span>生物細(xì)胞基因組，在導(dǎo)入基因表達(dá)的影響下，原有生物體的性狀也會(huì)發(fā)生變化。轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指將一種生物的優(yōu)良基因利用基因重組原理整合到另一種生物的基因組里，從而使獲得優(yōu)良基因的生物的基因得到改善并能進(jìn)行表達(dá)和遺傳，進(jìn)而使生物獲得優(yōu)良性狀如抗蟲性、抗逆性、抗倒伏、抗鹽堿性等。目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)主要運(yùn)用在轉(zhuǎn)基因育種方面，我國政府對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)一向重視，作為世界人口大國，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利用可以有效地緩解環(huán)境壓力和經(jīng)濟(jì)壓力。如作物的抗蟲性可以減少農(nóng)藥使用、間接保護(hù)環(huán)境，耐除草劑性可以減少資源的浪費(fèi)進(jìn)而提高糧食產(chǎn)量。
技術(shù)分類 編輯本段
植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)
植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)是采用克隆等方式，在受體細(xì)胞中置人外源DNA，代表性的使用方式如載體介導(dǎo)法、DNA直接攝取法。當(dāng)前，應(yīng)用最廣泛，效果最理想的就是農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，該種方式是利用發(fā)根農(nóng)桿菌等作為載體，在植物細(xì)胞中植入農(nóng)桿菌，以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化的目的。
動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)
顯微注射法就是利用玻璃針將DNA注入到動(dòng)物胚胎細(xì)胞核，再將DNA移植到動(dòng)物體，使其正常發(fā)育，是早期常用的動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)。體細(xì)胞核移植法就是先在體外來培養(yǎng)細(xì)胞，篩選優(yōu)質(zhì)基因，再將其移植到卵細(xì)胞，再移植至母體之中。
技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 編輯本段
1.食品質(zhì)量得到改善：轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品具有一定的抗逆性，部分生物屬性得到加強(qiáng)，提高了食品的口感質(zhì)量和營養(yǎng)價(jià)值，且某些具有抗蟲性的植物不僅減少了農(nóng)藥的使用量，還可以保證食品表面無毒無公害，不會(huì)在人體內(nèi)造成農(nóng)藥積累。世界上還沒有出現(xiàn)因?yàn)槭秤棉D(zhuǎn)基因產(chǎn)品而引起疾病的案例，我國獲批的轉(zhuǎn)基因水稻在歷時(shí)十余年的安全性評(píng)價(jià)中均完全符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)，且某些轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的食品安全評(píng)價(jià)指標(biāo)甚至高于國際標(biāo)準(zhǔn)。
2.在環(huán)境保護(hù)方面有顯著成效：我國種植的轉(zhuǎn)基因具有抗蟲性、抗旱性、抗鹽堿性，使得農(nóng)藥的使用量降低，并且種植轉(zhuǎn)基因水稻所存在的負(fù)面影響可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于種植非轉(zhuǎn)基因作物。未來，“生物農(nóng)業(yè)”的優(yōu)勢(shì)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出“化學(xué)農(nóng)業(yè)”，這趨勢(shì)是必然的也是不可逆轉(zhuǎn)的。
3.具有不可估量的社會(huì)效益：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以提高物質(zhì)生產(chǎn)率，成為拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長和質(zhì)量提升的新動(dòng)力。同時(shí)轉(zhuǎn)基因技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域也具有一定的優(yōu)勢(shì)，以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為主導(dǎo)的健康產(chǎn)業(yè)將逐漸成為世界經(jīng)濟(jì)支柱性產(chǎn)業(yè)。在社會(huì)文化方面，轉(zhuǎn)基因文化也是社會(huì)先進(jìn)文化的重要組成部分，它在某種程度上也反映了一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，反映了一個(gè)國家的國際地位。
技術(shù)應(yīng)用 編輯本段
目前，轉(zhuǎn)基因技術(shù)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域。
醫(yī)學(xué)上
醫(yī)學(xué)中轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣。動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以創(chuàng)造診斷和治療人類疾病的動(dòng)物模型，可克服單純依靠自然突變體的局限。轉(zhuǎn)基因技術(shù)還應(yīng)用于蛋白質(zhì)多肽藥物的生產(chǎn)，如生產(chǎn)胰島素、干擾素，免疫球蛋白、紅細(xì)胞生長素、尿激酶、人血紅蛋白、人表皮生長因子,、粒細(xì)胞等等珍稀藥物；還可利用動(dòng)植物生產(chǎn)疫苗，主要包括乙肝表面抗原基因，口蹄疫病毒蛋白 基因，狂犬病病毒G蛋白基因等。轉(zhuǎn)基因植物還可以生產(chǎn)功能性抗體以及生產(chǎn)工業(yè)上常用的糖類和工業(yè)用酶和脂肪等。
工業(yè)上
工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要指在食品工業(yè)中的應(yīng)用主要包括(1)對(duì)工業(yè)發(fā)酵食品菌種如酵母菌和乳酸菌的改良；(2) 生產(chǎn)食品添加劑和加工助劑；(3) 制造有益于人類健康的保健成分或有效因子，攜帶不同目的基因的轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物可以成為人類治療各種疑難雜癥的資源豐富的藥庫。
農(nóng)業(yè)上
轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)可以加快農(nóng)作物的生長速度、增強(qiáng)抗病性、增加產(chǎn)量、增強(qiáng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力、增強(qiáng)抵抗除草劑和殺蟲劑的能力。目前全世界進(jìn)入田間試驗(yàn)的轉(zhuǎn)基因植物已超過500種，但國內(nèi)轉(zhuǎn)基因食品的范圍還比較小。
①將抗除草劑基因轉(zhuǎn)入到栽種的作物里面，能有效地防治田間雜草，保護(hù)作物免除藥害。目前從植物和微生物中已克隆出多種不同類型抗除草劑的基因。
②昆蟲對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)危害極大，但目前對(duì)付昆蟲的主要方法仍然是化學(xué)殺蟲劑。將抗蟲基因轉(zhuǎn)入作物體內(nèi)，由作物本身合成殺蟲劑，使農(nóng)作物本身具有抗蟲特性，這樣就會(huì)減少化學(xué)殺蟲劑的使用。
③將一些抗逆境基因克隆后轉(zhuǎn)入植物可以提高植物對(duì)干旱、低溫、鹽堿等逆境的抗性。
漁業(yè)上
利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以改善魚類養(yǎng)殖性能，增強(qiáng)其抗寒抗病能力，目前已有多種哺乳類和鳥類的基因被成功地整合到魚類的基因組中，使轉(zhuǎn)基因魚的肌肉蛋白含量和飼料轉(zhuǎn)換率明顯提高，生長速度加快。此外還可以生產(chǎn)醫(yī)藥制品，譬如將人胰島素基因?qū)?/span>斑馬魚卵子中，其受精孵化后可生成胰島素產(chǎn)物。還可利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培養(yǎng)觀賞魚等用途。
畜牧業(yè)上
轉(zhuǎn)基因技術(shù)在畜牧業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。首先可以改良畜禽生產(chǎn)性狀。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可使動(dòng)物自身合成某些氨基酸，改變其生長調(diào)節(jié)系統(tǒng)，促進(jìn)其生長性能，提高飼料的利用效率和縮短生長周期等。其次轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用可以提高畜禽抗病能力。對(duì)于某些疾病，如果可以從抗該病的動(dòng)物中提取有關(guān)基因，將其轉(zhuǎn)移給易感動(dòng)物品種，則有希望培育出抗該病的品種。此外，可將病原體致病基因的反基因?qū)胄笄菁?xì)胞，使病原體所產(chǎn)生的mRNA不能表達(dá)，從而起到抗病作用。
環(huán)境保護(hù)上
“DNA探針”可以十分靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染，且不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級(jí)細(xì)菌”可以分解石油中的多種烴類化合物，有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒性物質(zhì)。
研發(fā)動(dòng)態(tài) 編輯本段
2019年7月26日，歐盟委員會(huì)宣布批準(zhǔn)10種轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品在歐盟上市，其中9種用作食品或飼料，另一種用作觀賞性切花。歐盟一直在批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的進(jìn)口。歐盟從來沒有以轉(zhuǎn)基因不安全為由來拒絕轉(zhuǎn)基因。
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