【導讀】從20世紀70年代初發(fā)展起來的基因工程技術(shù)，經(jīng)過30多年來的進步與發(fā)展，已成為生物技術(shù)的核心內(nèi)容。因工程及相關(guān)領域的產(chǎn)業(yè)將成為21世紀的主導產(chǎn)業(yè)之一。農(nóng)業(yè)領域是目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)應用最為廣泛的領域之一?？鼓嫘?、抗病蟲害的能力。植物抗病毒的能力，已用多種植物病毒進行了試驗。由于植物生理學家、遺傳學家和分子生物學家協(xié)同作。植物的抗寒性對其生長發(fā)育尤為重要。而免受低溫的凍害并正常地生活在寒冷的極地中。因植物，目前這種基因已被轉(zhuǎn)入番茄和黃瓜中。農(nóng)場主及消費者的普遍歡迎。物主要包括細胞因子、抗體、疫苗、激素和寡核甘酸藥物等。括艾滋病在內(nèi)的各種傳染病、類風濕疾病等有重要作用。死腫瘤，將使癌癥的治愈成為可能。由中國、美國、德國三。炎病毒，修復、促進肝細胞再生的全過程。驗已在全國面向肝炎患者。了自然界微生物的凈化能力，已成為人們十分關(guān)注的問題。用，對人口素質(zhì)、環(huán)境保護等作出具大貢獻。

　　

【正文】 體具有獨特的生物學特性 ,可用于不同的目標基因。 外源重組目標基因的導入 將重組的外源目標基因轉(zhuǎn)入到宿卞細胞中的過程稱為基因?qū)牖蚧蜣D(zhuǎn)移。接受外源基因的細胞稱為受體細胞。由于受體市物學特征的不同以及基因工程目的不 同 ,外源基因?qū)氲姆椒ㄒ膊煌?,有的是用載體導入 ,有的是直接用物理的方法導入。向細菌等微生物中導入外源目標基因常用質(zhì)粒轉(zhuǎn)化和噬菌體轉(zhuǎn)染方法 。向植物細胞中導入外源基因常用基因 31 槍注入法和 Ti 質(zhì)粒導入法 。能由原生質(zhì)體再生出植株的植物細胞還可以用電穿孔導入法及脂質(zhì)體融合法 。動物的受精卵一般通過人工顯微鏡注射法導入外源基因 。動物的體細胞可用電穿孔法和病毒轉(zhuǎn)染法導入外源基因 ,但對于生產(chǎn)目的的基因工程常常避免用病毒轉(zhuǎn)染法 。 轉(zhuǎn)基因細胞或個體的鑒別和篩選 在對宿主的細胞進行了外源目標基因?qū)胩幚硪院?,有些細胞可 能并沒有外源基因的進入 ,另有一些細胞可能在外源基因進入后因各種原因而不能使外源基因表達 ,因此必須對被進行 了基因轉(zhuǎn)移處理的細胞或個體進行鑒別 ,以篩選出導入外源目標基因的轉(zhuǎn)基因細胞或個體。鑒別和篩選轉(zhuǎn)基因生物一般在兩個層面上進行 :一是檢測目標基因是否表達 ,二是檢測目標基因是否整合到了宿主的染色體上和能否穩(wěn)定傳代。表達檢測的方法產(chǎn)要有轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的印跡雜交法、免疫印跡檢測法、免疫組織化學檢測試等。整合檢測可通過 DNA 分子雜交來確定。 基因工程應用及成果 抗病毒的基因工程 利用轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)可以把抗病毒 基因?qū)藙又参矬w ,現(xiàn)已成功地培育出抗病毒的煙草、馬鈴薯、首蓓以及一些蔬菜。此外 ,人們還利用病毒的衛(wèi)星 RNA、反義 RNA、運動蛋白基因及植物自身的抗病毒基因?qū)χ参镞M行轉(zhuǎn)化 ,也取得了一定 32 的成效美 國科學家還最新發(fā)現(xiàn)了一種可以抗多種病毒的基因 ,將這種新基因?qū)藷煵荨ⅫS瓜、首蓓和花生等作物后 ,植株都表現(xiàn)出不同的抗病能力。 抗蟲的基因工程 在世界范圍內(nèi) ,蟲害造成的損失約占農(nóng)作物總收獲量的13%,每年大約損失數(shù)千億美元 ,因此生物防治害蟲便應運而生目前基因工程主要利用的抗蟲基因是蘇云金桿菌的己內(nèi)毒素基因和植 物來源的抗蟲基因如蛋 白酶抑制基 因、淀粉酶抑制基 因、凝集素基因等。 蘇云金桿菌的結(jié)晶蛋白基因（ Bt 基因）應用最廣 ,其殺蟲原理在于能合成一種對昆蟲有毒的內(nèi)毒素蛋白，最早獲得的轉(zhuǎn) Bt基因植物是煙草和蕃茄（ 1987）年 ,隨后 ,Bt毒素基因相繼被轉(zhuǎn)化到許多其它農(nóng)作物中 ,如棉花、水稻、玉米等。 1996年轉(zhuǎn) Bt基因棉花在美國種植 M2，經(jīng)中國農(nóng)科院棉花所引進在華北試種兩年 ,在多點表現(xiàn)突出 ,在完全不噴殺蟲劑的情況下 ,單產(chǎn)仍高于噴撒 2到 3次殺蟲劑的中國推廣棉花 ,顯示了控制棉鈴蟲的極好前景。目前 ,我國轉(zhuǎn) 基因抗蟲棉經(jīng)過審定的有 11 個品種 ,田間試驗及室 內(nèi)喂飼試驗表明 ,轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲能力均在 80%以上 ,可減少化學用藥量 60%一70%。目前還發(fā)現(xiàn) 了一種替代 Bt 毒素基因的抗蟲基 “膽街醇 ”，正在引入煙草和蕃茄中進行實驗研究。 33 抗除草劑的基因工程 資料表明 ,每年雜草造成的經(jīng)濟損失占農(nóng)作物總產(chǎn)值的10%一 20%左右。盡管除草劑的使用 ,對大規(guī)模機械化耕作 ,減少勞力開支和提高產(chǎn)量有極為重要的作用 ,但一般除草劑的選擇性較差 ,即除了雜草以外 ,還會將作物殺死現(xiàn)在通過基因工程 ,將能抵抗除草劑的基因轉(zhuǎn)移到植物中 ,獲 得了抗除草劑植物如美國的孟山都公司 ,將除草劑甘磷靶酶的 cDNA 克隆轉(zhuǎn)人油菜 ,使其抗性提高了 4 倍。目前 ,已獲得的抗除草劑作物有大豆、棉花、玉米、水稻等 20 多種。 改善植物品質(zhì)的基因工程 轉(zhuǎn)基因植物育種的另一個主要目標是提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。如我國的張秀君利用基因槍將高賴氨酸基因?qū)擞衩?,并取得了初步的成果。最近加拿大的學者們通過遺作操作使油菜籽的油產(chǎn)量提高到 25%.美國的研究人員把月桂樹基因?qū)擞筒?,可生產(chǎn)出含月桂酸油約達 40%的油菜籽。澳大利亞科學家將豆類蛋白基因轉(zhuǎn)人牧草中 ,使奶牛吃了這種牧草后 所產(chǎn)生的牛奶中含有較多的人體必需氨基酸。已獲批準在美、英、日上市的轉(zhuǎn)基因番茄貯存期顯著增長 ,且在采摘與運輸方面都具商業(yè)優(yōu)勢。 動物轉(zhuǎn)基因育種 轉(zhuǎn)基因動物研究的應用主要表現(xiàn)在促進動物生長 ,提高畜產(chǎn)的產(chǎn)量和品質(zhì)；生產(chǎn)藥用蛋白質(zhì)；動物抗病育種 ,建立診斷 34 和治療人類疾病的動物模型；生產(chǎn)用于人體器官移植的動物器官等。自 1980年 Gordon首獲轉(zhuǎn)基因小鼠 ,1982年 Palmiter首獲表型發(fā)生改變的超級小鼠至今已有 20 年左右 ,現(xiàn)已先后培養(yǎng)出轉(zhuǎn)基因豬、羊、牛和魚等。美國伊諾斯大學的研究人員研究出一種帶基因的豬 ,這種豬生長快 ,個頭大 ,瘦肉率高 ,飼料利用率高 ,為養(yǎng)豬業(yè)帶來豐厚的經(jīng)濟利益。另一種轉(zhuǎn)基因豬是帶有人體基因的豬 ,這種轉(zhuǎn)基因豬可望能解決人體移植動物器 官的異體排斥問題 我國中科院水生生物研究所成功地將人生長激素基因、魚生長激素基因?qū)缩庺~ ,育成的當代轉(zhuǎn)基因魚 ,生長速度比對照快 ,并從子代測得生長激素基因的表達。隨著動物基因工程技術(shù)的逐漸成熟和轉(zhuǎn)人體血紅蛋 白的基因豬、轉(zhuǎn)人體血清蛋 白的基因山羊等的問世 ,不僅能生產(chǎn)大量人類所需的血紅蛋白、白蛋白等藥物 ,而且為動物育種開辟了一條全新的途徑。 人體活性多肽的 生產(chǎn) 目前 ,通過重組 DNA 產(chǎn)生的工程菌已大量高效地合成出許多人體中的活性多膚已正式上市的有： 干擾素、白介素、促紅細胞生成素、人生長激素、集落刺激因子、胰島素等基因工程藥物為人類戰(zhàn)勝各種疑難疾病提供了有力的武器 ,如干擾素（ IFN）能抗腫瘤 ,治療乙肝、丙肝、男性不孕癥、白血病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、創(chuàng)傷以及艾滋病等。因此 ,基因工程藥 35 物也必將成為國際醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展的新的增長點。 疫苗的生產(chǎn) 基因工程疫苗于 1993年應運而生 .重組 DNA 技術(shù)的發(fā)展使得設計新的無毒副作用的疫苗成為可能 ,并已取得了突破性進展目前 ,正在開發(fā)研制的疫苗種類繁多 ,細菌方面有霍亂弧菌、百日咳桿菌、麻風桿菌、淋球菌、綠膿桿菌、腦膜炎雙球菌、鏈珠菌、志賀菌屬的一些菌種等病毒方面有流感病毒、人免疫缺陷病毒、甲肝病毒、乙肝病毒、帶狀疤疹病毒和巨細胞病毒等。寄生蟲方面有瘧原蟲、絲蟲、血吸蟲、利什曼原蟲等 另外 ,對于癌癥 ,也已有科學家在進行其疫苗的研制工作。 基因治療 基因治療是指由于某種基因缺陷引起的遺傳病通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)而得到糾正。基因治療首先在細胞培養(yǎng)上和動物實驗中實現(xiàn)。目前 ,發(fā)達國家用于腺昔脫氨酶（ ADA）缺乏癥、乙型血友病等單基因 缺陷遺傳疾病的基因治療技術(shù) ,已快速地擴展到惡性腫瘤、糖尿病、心腦血管疾病等多基因相關(guān)疾病以及各型肝炎、艾滋病等重要病毒性傳染病的研究治療等方面 ,使困擾人類的許多疑難病癥有望得到治愈。 我國在基因治療方面也進行了有益的探索 ,復旦大學等單位對乙型血友病的基 因治療進行了研究嘗試 ,他們在兔模型的基礎上 ,將人第 IX 因子基因通過重組質(zhì)粒或重組反轉(zhuǎn)錄病 36 毒導入自體皮膚成纖維細胞 ,獲得了可喜的階段性進展。 生態(tài)與進化安全保障 由于轉(zhuǎn)基因生物與其他生物一樣具有可遺傳、易擴散及自主的特性 , 而且人類對生命、生態(tài)系統(tǒng) 、生物的演化實際是還知之甚少 ,對不同物種間基因的人工組合 ,外源基因?qū)κ荏w生物進化的可能影響 ,轉(zhuǎn)基因生物對生態(tài)系統(tǒng)的長期影響等都無法進行評估 ,因此如果人們不事先采取控制措施 ,轉(zhuǎn)基因生物一旦進入到自然環(huán)境中就可能打破生態(tài)平衡 ,破壞生態(tài)環(huán)境和自然種質(zhì)資源。對轉(zhuǎn)基因生物的控制措施有物理的方法和生物的方法 :物理的方法就是通過各種嚴格的管理措施和物理屏障盡量使轉(zhuǎn)基因生物不能從實驗室逃逸進入到自然環(huán)境里去 。生物的方法一般就是造成轉(zhuǎn)基因生物與非轉(zhuǎn)基因生物之間的生殖隔離 ,如利用三倍體不育的特性將用十生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因動物或植物變成 三倍體等。 消費安全評價 消費安全評價一般要考慮以下一些主要的方面 : ① 導入外源目標基因本身編碼的產(chǎn)物是否安全。 ② 外源目標基因是否穩(wěn)定。 ③ 使用的載體是否安全。 ④ 使用的報道基因 ( 就是能產(chǎn)生很容觀察的性狀的基因 )是否會產(chǎn)生有害物質(zhì)。 ⑤ 外源基因?qū)牒笫欠駮T導受體生物產(chǎn)生新的有害遺傳 37 性狀或不利于健康的成分。 為了保護人類的健康 , 許多國家都已通過立法或其他形式對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品進行消費安全評價和嚴格的管理 ,對進口轉(zhuǎn)基因食品嚴格限制。 總結(jié) 基因工程作為 21 世紀的關(guān)鍵技術(shù) ,必將為解決世界各國面臨的重大問題發(fā)揮不可替代的作用 ,乃至使整個人類社會發(fā)生變革 ,進入 “心想事成 ”的時代。 我們在大力發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)的同時 ,必須高度重視對轉(zhuǎn)基因動物、植物及微生物品種的生物控制和控制技術(shù)的研究。在轉(zhuǎn)基因品種的安全性沒有進行全面的評估和沒有可靠的生物控制措施之前 ,應嚴格禁止其進行生產(chǎn)和進入開放的自然生態(tài)系統(tǒng) ,只有其生態(tài)安全性達到了傳統(tǒng)育種方法培育的新品種時 ,或無生殖能力的轉(zhuǎn)基因動物和植物才能允許進入自然界進行生產(chǎn) ,也只有這樣才是有益于人類和社會進步的。 參考文獻 1 維基百科 2 基因工程原理及進展 _張禮勇 3 21 世紀的關(guān)鍵技術(shù) _基因工程 _劉淑娟 4 基因工程的發(fā)展現(xiàn)狀和應用前景 _孫毅 5 基因工程的發(fā)展與應用 _冷春玲 6 基因工程的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望 _池景良 38 7 基因工程及其應用 _吳瑞娟 8 基因工程原理 _紀實