轉(zhuǎn)基因生物安全專題2

1、第二章第二章 生物技術(shù)的發(fā)展生物技術(shù)的發(fā)展第一節(jié)第一節(jié) 轉(zhuǎn)基因植物的發(fā)展轉(zhuǎn)基因植物的發(fā)展第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究進(jìn)展轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究進(jìn)展第三節(jié)第三節(jié) 轉(zhuǎn)基因微生物研究進(jìn)展轉(zhuǎn)基因微生物研究進(jìn)展第四節(jié)第四節(jié) 基因工程疫苗基因工程疫苗第一節(jié)第一節(jié) 轉(zhuǎn)基因植物的發(fā)展轉(zhuǎn)基因植物的發(fā)展研究成功的轉(zhuǎn)基研究成功的轉(zhuǎn)基因植物超過因植物超過35科科120種種糧食作物、蔬菜、糧食作物、蔬菜、水果和林木水果和林木抗除草劑、抗蟲、抗除草劑、抗蟲、抗病、抗逆、品抗病、抗逆、品質(zhì)改良、發(fā)育調(diào)質(zhì)改良、發(fā)育調(diào)控、藥物生產(chǎn)?？?、藥物生產(chǎn)。1983年含有抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)基因煙草年含有抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)基因煙草轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展現(xiàn)狀

2、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用國(guó)際服務(wù)組織（農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用國(guó)際服務(wù)組織（ISAAA） 2011年全球共有年全球共有29個(gè)國(guó)家的個(gè)國(guó)家的1670萬名農(nóng)民種植了萬名農(nóng)民種植了1.6億億公頃的轉(zhuǎn)基因作物，占全球耕地的公頃的轉(zhuǎn)基因作物，占全球耕地的10。這面積相當(dāng)于中。這面積相當(dāng)于中國(guó)可耕地面積的國(guó)可耕地面積的1.3倍，約等于美國(guó)的可耕地面積。倍，約等于美國(guó)的可耕地面積。 2008年，抗除草劑轉(zhuǎn)基因大豆、玉年，抗除草劑轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、油菜和紫苜蓿的種植面積占全部種米、油菜和紫苜蓿的種植面積占全部種植面積的植面積的63%。大豆，大豆，6580萬萬hm2，占總面積，占總面積53%玉米，玉米，3730萬萬hm2，占總

3、面占總面積積30%棉花，棉花，1550萬萬hm2，占，占總面積總面積12%油菜，油菜，590萬萬hm2，占總面積，占總面積5%轉(zhuǎn)基因林木發(fā)展現(xiàn)狀轉(zhuǎn)基因抗蟲林木轉(zhuǎn)基因抗蟲林木 抗蟲基因類型：蘇云金芽孢桿菌毒蛋抗蟲基因類型：蘇云金芽孢桿菌毒蛋白（白（Bt）基因、蛋白酶抑制劑（）基因、蛋白酶抑制劑（Pi）基）基因、外源凝集素（因、外源凝集素（lectin）基因和昆蟲神）基因和昆蟲神經(jīng)毒素基因。經(jīng)毒素基因。20世紀(jì)世紀(jì)90年代初，年代初，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)Bt基因歐洲黑楊基因歐洲黑楊植株研制成功，表植株研制成功，表現(xiàn)出殺蟲性?，F(xiàn)出殺蟲性。轉(zhuǎn)基因植物能有效轉(zhuǎn)基因植物能有效地控制林分的蟲口地控制林分的蟲口密度，使非轉(zhuǎn)基

4、因密度，使非轉(zhuǎn)基因植株在某種程度上植株在某種程度上得到轉(zhuǎn)基因植株的得到轉(zhuǎn)基因植株的保護(hù)。保護(hù)。雙價(jià)轉(zhuǎn)基因楊樹的研究雙價(jià)轉(zhuǎn)基因楊樹的研究 Bt基因和蛋白酶抑制劑（基因和蛋白酶抑制劑（API）基因）基因毛白楊毛白楊抗病轉(zhuǎn)基因林木抗病轉(zhuǎn)基因林木1986年美國(guó)首次獲得了抗病轉(zhuǎn)基因植株。年美國(guó)首次獲得了抗病轉(zhuǎn)基因植株。編碼植物病毒的外殼蛋白基因編碼植物病毒的外殼蛋白基因植物細(xì)胞植物細(xì)胞積累病毒外殼蛋白積累病毒外殼蛋白抑制侵染病毒的復(fù)制抑制侵染病毒的復(fù)制減輕病毒癥狀或推遲發(fā)生時(shí)間減輕病毒癥狀或推遲發(fā)生時(shí)間楊樹花葉病毒楊樹花葉病毒(PMV)-楊樹楊樹楊李痘病毒楊李痘病毒(PPV)-杏杏兔兔np-1基因基因-

5、毛白楊毛白楊轉(zhuǎn)基因調(diào)控生殖發(fā)育轉(zhuǎn)基因調(diào)控生殖發(fā)育DT-A基因基因銀灰楊銀灰楊大齒楊大齒楊雄性不育雄性不育擬南芥擬南芥LEAFY基因基因歐洲山楊歐洲山楊美洲山楊美洲山楊花期提前花期提前轉(zhuǎn)基因抗逆林木轉(zhuǎn)基因抗逆林木（相對(duì)薄弱）臭氧脅迫臭氧脅迫-抗氧化劑抗氧化劑-超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)/谷胱甘肽谷胱甘肽(GSH)-抗逆效果抗逆效果鹽漬化沙漠化鹽漬化沙漠化-耐鹽性耐鹽性-Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因白基因-耐鹽性提高耐鹽性提高木材特性木材特性香豆酸香豆酸CoA連接酶基因連接酶基因美洲山楊美洲山楊木質(zhì)素減少木質(zhì)素減少45%纖維素增加纖維素增加15%葉、莖、根生長(zhǎng)加快葉、莖、根生

6、長(zhǎng)加快GS基因基因楊樹楊樹谷氨酰胺合成增加谷氨酰胺合成增加可溶性蛋白增加可溶性蛋白增加葉綠素含量增加葉綠素含量增加COMT基因基因歐洲山楊歐洲山楊美洲山楊美洲山楊木質(zhì)素含量下降木質(zhì)素含量下降木質(zhì)素結(jié)構(gòu)改變木質(zhì)素結(jié)構(gòu)改變纖維素含量增加纖維素含量增加第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究進(jìn)展轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究進(jìn)展動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)是通過現(xiàn)代生物學(xué)手段將外動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)是通過現(xiàn)代生物學(xué)手段將外源源DNA導(dǎo)入動(dòng)物的基因組，進(jìn)而影響其基因?qū)雱?dòng)物的基因組，進(jìn)而影響其基因型和表現(xiàn)型的一類技術(shù)。主要技術(shù)手段包括型和表現(xiàn)型的一類技術(shù)。主要技術(shù)手段包括重組重組DNA技術(shù)技術(shù)和和胚胎生物技術(shù)胚胎生物技術(shù)。1971年年 利用精子將外

7、源利用精子將外源DNA轉(zhuǎn)入兔卵母細(xì)胞。轉(zhuǎn)入兔卵母細(xì)胞。 1982年年 將大鼠生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫?。將大鼠生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫?。?dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù) 顯微注射、病毒轉(zhuǎn)染、電脈沖法和胚胎干顯微注射、病毒轉(zhuǎn)染、電脈沖法和胚胎干細(xì)胞等一系列技術(shù)。細(xì)胞等一系列技術(shù)。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的應(yīng)用 在基礎(chǔ)生物學(xué)研究中，用于研究真核細(xì)胞的基因在基礎(chǔ)生物學(xué)研究中，用于研究真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)調(diào)控以及個(gè)體發(fā)育的分子調(diào)控規(guī)律；轉(zhuǎn)錄和表達(dá)調(diào)控以及個(gè)體發(fā)育的分子調(diào)控規(guī)律； 在生產(chǎn)中，可以提高動(dòng)物產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量；在生產(chǎn)中，可以提高動(dòng)物產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量； 在動(dòng)物抗病育種中，可以提高動(dòng)物

8、對(duì)疾病的抵抗在動(dòng)物抗病育種中，可以提高動(dòng)物對(duì)疾病的抵抗力；力； 在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可以生產(chǎn)用于人體器官移植的動(dòng)物在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可以生產(chǎn)用于人體器官移植的動(dòng)物器官。器官。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物用于基因功能的基礎(chǔ)生物學(xué)研究轉(zhuǎn)基因動(dòng)物用于基因功能的基礎(chǔ)生物學(xué)研究獲得基因敲除轉(zhuǎn)基因小鼠獲得基因敲除轉(zhuǎn)基因小鼠800余種，用于余種，用于研究基因的功能。研究基因的功能。在未來時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在未來時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究不會(huì)局限于生產(chǎn)某一的研究不會(huì)局限于生產(chǎn)某一種對(duì)農(nóng)業(yè)或醫(yī)學(xué)有重大經(jīng)濟(jì)種對(duì)農(nóng)業(yè)或醫(yī)學(xué)有重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的動(dòng)物品系或品種，越價(jià)值的動(dòng)物品系或品種，越來越大的研究將針對(duì)生物學(xué)來越大的研究將針對(duì)生物學(xué)本身。本身。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

9、在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用1.建立診斷和治療人類疾病的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型建立診斷和治療人類疾病的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型動(dòng)物學(xué)家通過精準(zhǔn)地失活某些基因或增強(qiáng)某動(dòng)物學(xué)家通過精準(zhǔn)地失活某些基因或增強(qiáng)某些基因的表達(dá)來制作各種各樣的研究人類疾些基因的表達(dá)來制作各種各樣的研究人類疾病的動(dòng)物模型。病的動(dòng)物模型。全世界已經(jīng)建立了全世界已經(jīng)建立了30多種人類遺傳疾病的多種人類遺傳疾病的鼠模型，如鼠模型，如AIDS、老年性癡呆、原發(fā)性高、老年性癡呆、原發(fā)性高血壓、糖尿病、鐮狀細(xì)胞貧血癥等。血壓、糖尿病、鐮狀細(xì)胞貧血癥等。CD4融合基因融合基因轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)hCD4陽性兔陽性兔外周血漿淋巴細(xì)胞外周血漿淋巴細(xì)胞（PBL）未

10、檢測(cè)到未檢測(cè)到檢測(cè)到檢測(cè)到hCD4 mRNA和蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)F1代代2. 生產(chǎn)人類器官移植用途的轉(zhuǎn)基因豬生產(chǎn)人類器官移植用途的轉(zhuǎn)基因豬 異源器官移植（異源器官移植（xenotransplantation）利用轉(zhuǎn)）利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為組織器官的來源。其供量大、費(fèi)用基因動(dòng)物作為組織器官的來源。其供量大、費(fèi)用低廉，有著廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。低廉，有著廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。在關(guān)鍵時(shí)刻，可以將轉(zhuǎn)基因豬的肝臟或心臟臨時(shí)移植給病人，使在關(guān)鍵時(shí)刻，可以將轉(zhuǎn)基因豬的肝臟或心臟臨時(shí)移植給病人，使病人能夠存活到找到適用的人類器官，這樣的移植可以在短期內(nèi)病人能夠存活到找到適用的人類器官，這樣的移植可以在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。 豬內(nèi)

11、源逆轉(zhuǎn)錄病毒（豬內(nèi)源逆轉(zhuǎn)錄病毒（procine endogenous retrovirus，PERV）RT-PCR和免疫雜交方法對(duì)患者的血清進(jìn)行和免疫雜交方法對(duì)患者的血清進(jìn)行了分析，結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)一例了分析，結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)一例PERV，這無疑，這無疑更增加了人們從事豬器官用于人的研究的信更增加了人們從事豬器官用于人的研究的信心。心。3.應(yīng)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白應(yīng)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥用蛋白藥用蛋白血液血液乳腺乳腺尿腺尿腺優(yōu)越性：優(yōu)越性：1.生產(chǎn)成本低生產(chǎn)成本低2.產(chǎn)量高產(chǎn)量高3.產(chǎn)品純化簡(jiǎn)易產(chǎn)品純化簡(jiǎn)易4.產(chǎn)品質(zhì)量高、安全產(chǎn)品質(zhì)

12、量高、安全性好性好4. 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)人類營(yíng)養(yǎng)醫(yī)療用品（或保健品）轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)人類營(yíng)養(yǎng)醫(yī)療用品（或保健品）轉(zhuǎn)基因在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用對(duì)動(dòng)物進(jìn)行基因改良，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提對(duì)動(dòng)物進(jìn)行基因改良，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高畜產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量高畜產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量乳糖酶由人小腸分泌，乳糖酶由人小腸分泌，把鮮奶中的乳糖降解成把鮮奶中的乳糖降解成葡萄糖和半乳糖。葡萄糖和半乳糖。含有人血中制造鐵質(zhì)和含有人血中制造鐵質(zhì)和提供牙齒生長(zhǎng)的蛋白質(zhì)，提供牙齒生長(zhǎng)的蛋白質(zhì)，及提供產(chǎn)後初乳中預(yù)防及提供產(chǎn)後初乳中預(yù)防細(xì)菌的主要蛋白質(zhì)細(xì)菌的主要蛋白質(zhì)小玫瑰小玫瑰動(dòng)物抗病育種動(dòng)物抗病育種禽白血病病毒禽白血病病毒(ALV

13、)MX1基因基因馬利克氏病病毒馬利克氏病病毒(MDV)抗抗ALV的新品系的新品系的雞的雞抗禽流感雞抗禽流感雞抗抗MDV病毒的病毒的雞雞利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高動(dòng)物的抗病性也具有廣闊利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高動(dòng)物的抗病性也具有廣闊的應(yīng)用前景。的應(yīng)用前景。中國(guó)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究進(jìn)展中國(guó)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究進(jìn)展“七五七五”技術(shù)攻關(guān)設(shè)立技術(shù)攻關(guān)設(shè)立“動(dòng)物個(gè)體表達(dá)系統(tǒng)研究動(dòng)物個(gè)體表達(dá)系統(tǒng)研究”的課題，的課題，啟動(dòng)了轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究。啟動(dòng)了轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究。農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)部“七五七五”生物技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目中，設(shè)立了生物技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目中，設(shè)立了“動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究技術(shù)研究”的課題的課題“863”計(jì)劃計(jì)劃中，把中，把“豬的基因工程育種豬

14、的基因工程育種”列為重點(diǎn)項(xiàng)目之一。列為重點(diǎn)項(xiàng)目之一?！熬盼寰盼濉逼陂g，期間，“動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器研究動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器研究”增列重點(diǎn)項(xiàng)目。增列重點(diǎn)項(xiàng)目?！笆迨濉逼陂g，期間，“體細(xì)胞克隆牛與轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆牛生產(chǎn)體細(xì)胞克隆牛與轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆牛生產(chǎn)技術(shù)體系技術(shù)體系”項(xiàng)目。項(xiàng)目?！笆晃迨晃濉笨茖W(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃強(qiáng)調(diào)將科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃強(qiáng)調(diào)將發(fā)育與生殖研究發(fā)育與生殖研究作為一作為一項(xiàng)重大科學(xué)專項(xiàng)。項(xiàng)重大科學(xué)專項(xiàng)。動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)動(dòng)物研究轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)動(dòng)物研究1984-1987年中國(guó)科學(xué)年中國(guó)科學(xué)院遺傳所獲得轉(zhuǎn)院遺傳所獲得轉(zhuǎn)人人- -珠蛋白、生長(zhǎng)激素、珠蛋白、生長(zhǎng)激素、大腸

15、桿菌大腸桿菌galkgalk和和gptgpt基基因小鼠因小鼠2000年中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)年中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室將驗(yàn)室將“生物鋼生物鋼”蛋蛋白基因白基因在小鼠乳腺中在小鼠乳腺中表達(dá)表達(dá)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和華中中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，研究農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，研究轉(zhuǎn)基因小鼠乳腺表達(dá)轉(zhuǎn)基因小鼠乳腺表達(dá)人瘦蛋白人瘦蛋白轉(zhuǎn)基因家畜研究轉(zhuǎn)基因家畜研究2002年年1月月18日，中國(guó)第一頭本土克隆牛日，中國(guó)第一頭本土克隆?！拔痹谠谏綎|曹縣中大動(dòng)物胚胎工程中心通過剖腹產(chǎn)誕生。由山東曹縣中大動(dòng)物胚胎工程中心通過剖腹產(chǎn)誕生。由于嚴(yán)重缺氧，于嚴(yán)重缺氧，“委委委委”出生后未順利站起。出生后未

16、順利站起?！拔敝员环Q之所以被稱為我國(guó)第一頭土生為我國(guó)第一頭土生土長(zhǎng)的克隆牛，是土長(zhǎng)的克隆牛，是因?yàn)閺呐嘤寺∨咭驗(yàn)閺呐嘤寺∨咛サ娇寺∨咛ヒ浦蔡サ娇寺∨咛ヒ浦捕际侵袊?guó)人在自己都是中國(guó)人在自己的國(guó)家完成的。的國(guó)家完成的。 2002年10月13日，中國(guó)首例轉(zhuǎn)基因克隆牛在深圳誕生。2003年10月17日體細(xì)胞克隆牛“巖娃”對(duì)全球性胃病的預(yù)防和治療方面將會(huì)有重要意義，同時(shí)對(duì)全球性胃病的預(yù)防和治療方面將會(huì)有重要意義，同時(shí)也具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。也具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。 人巖藻糖轉(zhuǎn)移酶基人巖藻糖轉(zhuǎn)移酶基因因（治療人類胃潰（治療人類胃潰瘍疾病瘍疾病 ）綠色熒光蛋白基因綠色熒光蛋白

17、基因新霉素抗性基因新霉素抗性基因2000年中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)轉(zhuǎn)基因克隆綿羊用用CMV啟動(dòng)的啟動(dòng)的neo和和gfp基因構(gòu)件轉(zhuǎn)染羊的顆基因構(gòu)件轉(zhuǎn)染羊的顆粒細(xì)胞，得到陽性細(xì)胞后直接進(jìn)行克隆，體粒細(xì)胞，得到陽性細(xì)胞后直接進(jìn)行克隆，體外發(fā)育的克隆囊胚均表達(dá)外發(fā)育的克隆囊胚均表達(dá)gfp基因?；?。中國(guó)科學(xué)養(yǎng)遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所與揚(yáng)州中國(guó)科學(xué)養(yǎng)遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所與揚(yáng)州大學(xué)合作，將促紅細(xì)胞生成素基因和人乙型大學(xué)合作，將促紅細(xì)胞生成素基因和人乙型肝炎表面抗原基因?qū)肷窖?，獲得了肝炎表面抗原基因?qū)肷窖颍@得了兩種乳兩種乳腺特異性表達(dá)的轉(zhuǎn)基因山羊腺特異性表達(dá)的轉(zhuǎn)基因山羊。轉(zhuǎn)基因禽類的研究轉(zhuǎn)基因禽類的研究轉(zhuǎn)基因雞改

18、變現(xiàn)有品種轉(zhuǎn)基因雞改變現(xiàn)有品種的遺傳特性，如增加對(duì)的遺傳特性，如增加對(duì)病毒及球蟲病的抗性，病毒及球蟲病的抗性，提高喂食效率，降低雞提高喂食效率，降低雞蛋中的脂肪含量和膽固蛋中的脂肪含量和膽固醇水平，提高肌肉質(zhì)量，醇水平，提高肌肉質(zhì)量，等等。等等。目前已獲得轉(zhuǎn)目前已獲得轉(zhuǎn)禽類白血病病毒（禽類白血病病毒（ALV）的外殼蛋）的外殼蛋白基因白基因env的轉(zhuǎn)基因雞，并證明獲得的轉(zhuǎn)基因雞的轉(zhuǎn)基因雞，并證明獲得的轉(zhuǎn)基因雞對(duì)禽類白血病病毒具有一定的抗性。對(duì)禽類白血病病毒具有一定的抗性。轉(zhuǎn)基因淡水魚類研究轉(zhuǎn)基因淡水魚類研究中國(guó)科學(xué)院水生生物研究中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所，首次將人生長(zhǎng)激素基所，首次將人生長(zhǎng)激素基因

19、（因（hGH）轉(zhuǎn)入魚，制作）轉(zhuǎn)入魚，制作出了提高生長(zhǎng)速度、增加出了提高生長(zhǎng)速度、增加抗逆性以及為發(fā)育生物學(xué)抗逆性以及為發(fā)育生物學(xué)和插入突變提供研究材和插入突變提供研究材料料轉(zhuǎn)基因魚。轉(zhuǎn)基因魚。當(dāng)前，我國(guó)的轉(zhuǎn)基因魚已達(dá)到國(guó)際先當(dāng)前，我國(guó)的轉(zhuǎn)基因魚已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。進(jìn)水平。2002年，年，“轉(zhuǎn)基因黃河鯉魚轉(zhuǎn)基因黃河鯉魚”首次在公眾面前亮相，首次在公眾面前亮相，它帶有草魚生長(zhǎng)激素基因，它帶有草魚生長(zhǎng)激素基因，1年內(nèi)可長(zhǎng)年內(nèi)可長(zhǎng)2-3斤，味道斤，味道鮮美，蛋白質(zhì)含量較高、脂肪含量相對(duì)較低。鮮美，蛋白質(zhì)含量較高、脂肪含量相對(duì)較低。由于魚類易于逃逸、擴(kuò)散，因此轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)安全性由于魚類易于逃逸、擴(kuò)散，

20、因此轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)安全性問題很值得去研究。只有解決了生態(tài)安全性問題，才能問題很值得去研究。只有解決了生態(tài)安全性問題，才能真正使轉(zhuǎn)基因魚廣泛應(yīng)用于漁業(yè)生產(chǎn)。真正使轉(zhuǎn)基因魚廣泛應(yīng)用于漁業(yè)生產(chǎn)。轉(zhuǎn)基因微生物研究進(jìn)展轉(zhuǎn)基因微生物研究進(jìn)展20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來，現(xiàn)代生物技術(shù)迅速發(fā)展，在醫(yī)年代以來，現(xiàn)代生物技術(shù)迅速發(fā)展，在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、化工、環(huán)境和能源等領(lǐng)域發(fā)揮了藥、農(nóng)業(yè)、食品、化工、環(huán)境和能源等領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 19821982年年美國(guó)美國(guó)FDAFDA批準(zhǔn)了世界上第一例基因工程藥批準(zhǔn)了世界上第一例基因工程藥物物重組人胰島素重組人胰島素的正式生產(chǎn)以來，以

21、基因工程藥物的正式生產(chǎn)以來，以基因工程藥物為主的各種基因工程產(chǎn)品陸續(xù)實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)。為主的各種基因工程產(chǎn)品陸續(xù)實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)。中國(guó)轉(zhuǎn)基因微生物的研究和應(yīng)用的重點(diǎn)在農(nóng)中國(guó)轉(zhuǎn)基因微生物的研究和應(yīng)用的重點(diǎn)在農(nóng)業(yè)方面，到業(yè)方面，到2000年為止，在國(guó)家年為止，在國(guó)家“863”計(jì)劃計(jì)劃資助下，共分離克隆了殺蟲、防病、固氮等資助下，共分離克隆了殺蟲、防病、固氮等新基因新基因89個(gè)，構(gòu)建各類工程菌個(gè)，構(gòu)建各類工程菌51株，其中株，其中5種菌劑獲準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)，種菌劑獲準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)，6種經(jīng)安全性評(píng)估種經(jīng)安全性評(píng)估后進(jìn)入環(huán)境釋放。后進(jìn)入環(huán)境釋放。轉(zhuǎn)基因微生物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因微生物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

22、應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的轉(zhuǎn)基因微生物主要為轉(zhuǎn)基因微生應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的轉(zhuǎn)基因微生物主要為轉(zhuǎn)基因微生物農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因微生物肥料，以及利用轉(zhuǎn)基因微生物物農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因微生物肥料，以及利用轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)飼料酶。生產(chǎn)飼料酶。1.轉(zhuǎn)基因微生物農(nóng)藥轉(zhuǎn)基因微生物農(nóng)藥過量使用農(nóng)藥過量使用農(nóng)藥環(huán)境污染環(huán)境污染食物殘毒食物殘毒病蟲害抗藥性病蟲害抗藥性生態(tài)破壞生態(tài)破壞目前，中國(guó)是世界上農(nóng)業(yè)重組微生物環(huán)境釋目前，中國(guó)是世界上農(nóng)業(yè)重組微生物環(huán)境釋放面積最大、種類最多和研究范圍最廣的國(guó)放面積最大、種類最多和研究范圍最廣的國(guó)家，所取得的成就受到各國(guó)科學(xué)家的廣泛關(guān)家，所取得的成就受到各國(guó)科學(xué)家的廣泛關(guān)注和高度重視。注和高度重視。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

23、BtBt基因重組桿狀病毒基因重組桿狀病毒、高毒廣譜殺蟲工程菌高毒廣譜殺蟲工程菌、棉棉鈴蟲核型多角體病毒殺蟲劑鈴蟲核型多角體病毒殺蟲劑等多種基因工程微生物等多種基因工程微生物殺蟲劑經(jīng)農(nóng)業(yè)部安全性審批獲準(zhǔn)進(jìn)入田間釋放或中殺蟲劑經(jīng)農(nóng)業(yè)部安全性審批獲準(zhǔn)進(jìn)入田間釋放或中間試驗(yàn)間試驗(yàn)重組豬生長(zhǎng)激素重組豬生長(zhǎng)激素、高效表達(dá)植酸酶的、高效表達(dá)植酸酶的重組畢赤酵母重組畢赤酵母以及其他幾種基因工程疫苗也獲準(zhǔn)進(jìn)入中間試驗(yàn)或以及其他幾種基因工程疫苗也獲準(zhǔn)進(jìn)入中間試驗(yàn)或環(huán)境釋放階段。環(huán)境釋放階段。轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因Bt菌劑菌劑蘇云金芽孢桿菌（簡(jiǎn)稱蘇云金芽孢桿菌（簡(jiǎn)稱Bt）殺蟲劑是公認(rèn)的一類無公害的）殺蟲劑是公認(rèn)的一類無公害的

24、生物農(nóng)藥，也是目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)量最大、應(yīng)用面積最廣的生物農(nóng)藥，也是目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)量最大、應(yīng)用面積最廣的微生物殺蟲劑。全世界從微生物殺蟲劑。全世界從Bt中發(fā)現(xiàn)并正式命名的中發(fā)現(xiàn)并正式命名的ICP基因基因已有已有42大類大類250多種。多種。馬鈴薯甲蟲馬鈴薯甲蟲玉米螟玉米螟小菜蛾小菜蛾中國(guó)在中國(guó)在Bt分子生物學(xué)的研究中也取得了很多成果：分子生物學(xué)的研究中也取得了很多成果： 1997年以來，我國(guó)自行克隆并經(jīng)國(guó)際命名的新的殺年以來，我國(guó)自行克隆并經(jīng)國(guó)際命名的新的殺蟲蛋白基因達(dá)蟲蛋白基因達(dá)28種，占國(guó)際同期新發(fā)現(xiàn)種，占國(guó)際同期新發(fā)現(xiàn)Bt基因總數(shù)基因總數(shù)的的1/3。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院微生物農(nóng)藥國(guó)家工程

25、研究華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院微生物農(nóng)藥國(guó)家工程研究中心、農(nóng)業(yè)部微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的蘇云金芽孢中心、農(nóng)業(yè)部微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的蘇云金芽孢桿菌高毒力菌株桿菌高毒力菌株YBT-1520YBT-1520獲國(guó)家發(fā)明專利。獲國(guó)家發(fā)明專利。福建農(nóng)林大學(xué)生物技術(shù)中心研制的蘇云金芽孢桿菌遺福建農(nóng)林大學(xué)生物技術(shù)中心研制的蘇云金芽孢桿菌遺傳改良工程菌傳改良工程菌TS16等殺蟲劑獲化學(xué)工業(yè)部的農(nóng)藥生等殺蟲劑獲化學(xué)工業(yè)部的農(nóng)藥生產(chǎn)證和農(nóng)業(yè)部的農(nóng)藥登記證和出口證。產(chǎn)證和農(nóng)業(yè)部的農(nóng)藥登記證和出口證。南開大學(xué)生命科學(xué)院微生物學(xué)系進(jìn)行了蘇云金芽孢桿南開大學(xué)生命科學(xué)院微生物學(xué)系進(jìn)行了蘇云金芽孢桿菌光譜基因工程菌的構(gòu)建及新型高

26、效菌株菌光譜基因工程菌的構(gòu)建及新型高效菌株15A315A3的研的研究與開發(fā)，其成果已通過驗(yàn)收和鑒定。究與開發(fā)，其成果已通過驗(yàn)收和鑒定。轉(zhuǎn)基因病毒殺蟲劑轉(zhuǎn)基因病毒殺蟲劑世界上有記載的昆蟲病毒超過世界上有記載的昆蟲病毒超過1000種，已開發(fā)種，已開發(fā)投入市場(chǎng)的產(chǎn)品有投入市場(chǎng)的產(chǎn)品有30多種。中國(guó)研制了多種。中國(guó)研制了20多多種病毒殺蟲劑。種病毒殺蟲劑。中山大學(xué)構(gòu)建了第一株對(duì)害蟲具有迅速麻痹作中山大學(xué)構(gòu)建了第一株對(duì)害蟲具有迅速麻痹作用的基因工程桿狀病毒用的基因工程桿狀病毒重組粉紋夜蛾核重組粉紋夜蛾核多角體病毒（多角體病毒（TnAT35）。）。 銀紋夜蛾銀紋夜蛾 甜菜夜蛾甜菜夜蛾 棉鈴蟲棉鈴蟲防治植物

27、霜凍的轉(zhuǎn)基因工程菌防治植物霜凍的轉(zhuǎn)基因工程菌冰核活性細(xì)菌冰核活性細(xì)菌可以誘發(fā)并加重植物霜凍可以誘發(fā)并加重植物霜凍利用無冰核活性細(xì)菌的生態(tài)位和營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)利用無冰核活性細(xì)菌的生態(tài)位和營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系可以在一定程度上減少冰核活性細(xì)菌的數(shù)系可以在一定程度上減少冰核活性細(xì)菌的數(shù)量，從而有效減輕植物霜凍的發(fā)生。量，從而有效減輕植物霜凍的發(fā)生。防治植物霜凍的無冰核活性細(xì)菌活性工程菌防治植物霜凍的無冰核活性細(xì)菌活性工程菌于于1982年研制成功，年研制成功，1987年進(jìn)入田間試驗(yàn)，年進(jìn)入田間試驗(yàn)，防治草莓霜凍效果達(dá)防治草莓霜凍效果達(dá)70%以上。以上。防治病害的轉(zhuǎn)基因工程菌防治病害的轉(zhuǎn)基因工程菌1991年和年和199

28、2年，工程菌年，工程菌NoGall在澳大利在澳大利亞和美國(guó)獲準(zhǔn)登記，成為世界上第一例商品亞和美國(guó)獲準(zhǔn)登記，成為世界上第一例商品化生產(chǎn)的植物病害生物防治基因工程細(xì)菌制化生產(chǎn)的植物病害生物防治基因工程細(xì)菌制劑，已在澳大利亞、美國(guó)、加拿大、日本和劑，已在澳大利亞、美國(guó)、加拿大、日本和西歐的一些國(guó)家推廣。西歐的一些國(guó)家推廣。對(duì)昆蟲病原真菌的遺傳改良對(duì)昆蟲病原真菌的遺傳改良我國(guó)首次建立球孢白僵菌的農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化體系，我國(guó)首次建立球孢白僵菌的農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化體系，并從該菌中克隆了類枯草桿菌蛋白酶基因、并從該菌中克隆了類枯草桿菌蛋白酶基因、幾丁質(zhì)酶基因和真菌孢子形成相關(guān)基因。幾丁質(zhì)酶基因和真菌孢子形成相關(guān)基因。新構(gòu)建

29、的含有前兩種基因的工程菌較單一基新構(gòu)建的含有前兩種基因的工程菌較單一基因工程菌殺蟲毒力提高近一倍，侵染致病時(shí)因工程菌殺蟲毒力提高近一倍，侵染致病時(shí)間縮短近一半。間縮短近一半。傳統(tǒng)氮肥傳統(tǒng)氮肥土壤板結(jié)土壤板結(jié)肥力下降肥力下降耗費(fèi)能源耗費(fèi)能源污染環(huán)境污染環(huán)境土壤中的微生物具有生物固氮、溶解磷鉀等土壤中的微生物具有生物固氮、溶解磷鉀等特性。特性。我國(guó)科研工作者已分離鑒定出我國(guó)科研工作者已分離鑒定出10余株高固氮余株高固氮活性的菌株?；钚缘木?。2.轉(zhuǎn)基因微生物肥料轉(zhuǎn)基因微生物肥料動(dòng)物消化飼料的過程中，僅僅利用自身的內(nèi)動(dòng)物消化飼料的過程中，僅僅利用自身的內(nèi)源性酶，如淀粉酶、胃蛋白酶、胰脂酶、蔗源性酶，

30、如淀粉酶、胃蛋白酶、胰脂酶、蔗糖酶、乳糖酶等，是不能充分利用動(dòng)物飼料糖酶、乳糖酶等，是不能充分利用動(dòng)物飼料的。的。外源性飼料酶成為飼料工業(yè)的一個(gè)重大課題外源性飼料酶成為飼料工業(yè)的一個(gè)重大課題利用基因工程技術(shù)，可以大大提高各種飼料利用基因工程技術(shù)，可以大大提高各種飼料酶的活性、穩(wěn)定性和耐熱性等。酶的活性、穩(wěn)定性和耐熱性等。黑曲霉、米曲霉和無花果曲霉。黑曲霉、米曲霉和無花果曲霉。3.轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)飼料酶制劑轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)飼料酶制劑轉(zhuǎn)基因微生物在食品生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因微生物在食品生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用啤酒和淀粉酶啤酒和淀粉酶面包和蛋白面包和蛋白酶酶奶酪和凝乳奶酪和凝乳酶酶利用轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)酶制劑的主

31、要目標(biāo)是加強(qiáng)酶制劑的加工特性。利用基因工程技術(shù)改良菌種生產(chǎn)的第一種食品酶制劑是凝乳酶，美國(guó)2/33/4的奶酪生產(chǎn)使用了遺傳工程凝乳酶。轉(zhuǎn)基因微生物轉(zhuǎn)基因微生物酶制劑酶制劑產(chǎn)量高產(chǎn)量高品質(zhì)均勻品質(zhì)均勻穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好價(jià)格低廉價(jià)格低廉轉(zhuǎn)基因微生物在藥物生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因微生物在藥物生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)達(dá)國(guó)家2/3糖尿病患者治糖尿病患者治療所用的胰島療所用的胰島素是基因工程素是基因工程產(chǎn)物。產(chǎn)物。1982年進(jìn)入市場(chǎng)，發(fā)展至今已取得年進(jìn)入市場(chǎng)，發(fā)展至今已取得很好的市場(chǎng)效益。很好的市場(chǎng)效益?，F(xiàn)已有近現(xiàn)已有近40種基因工程蛋白質(zhì)藥物投放市場(chǎng)：種基因工程蛋白質(zhì)藥物投放市場(chǎng)：癌癥、癌癥、血液病、艾滋病、

32、乙型肝炎、細(xì)菌感染、骨損傷、代血液病、艾滋病、乙型肝炎、細(xì)菌感染、骨損傷、代謝病、矮小癥、心血管病、糖尿病、不孕癥等疑難病。謝病、矮小癥、心血管病、糖尿病、不孕癥等疑難病。轉(zhuǎn)基因微生物在其他領(lǐng)域的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因微生物在其他領(lǐng)域的應(yīng)用環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)19801980年美國(guó)第一年美國(guó)第一個(gè)生物遺傳工程專利個(gè)生物遺傳工程專利就是一種可吞噬石油就是一種可吞噬石油的微生物，主要用途的微生物，主要用途是清除海洋中泄露的是清除海洋中泄露的石油。石油。傳統(tǒng)工業(yè)改造傳統(tǒng)工業(yè)改造利用工程菌株生產(chǎn)聚羥基丁利用工程菌株生產(chǎn)聚羥基丁酸作為原料制作的塑料產(chǎn)品酸作為原料制作的塑料產(chǎn)品可被自然環(huán)境中的微生物分可被自然環(huán)境中的微生

33、物分解，有效消除白色污染。解，有效消除白色污染。新能源開發(fā)新能源開發(fā) 利用轉(zhuǎn)基因手段制造的工程菌可以提高利用轉(zhuǎn)基因手段制造的工程菌可以提高發(fā)酵效率，使之分解纖維素和木質(zhì)素，以稻發(fā)酵效率，使之分解纖維素和木質(zhì)素，以稻草、木屑、植物秸稈、食物的下腳料等作為草、木屑、植物秸稈、食物的下腳料等作為原料生產(chǎn)酒精。原料生產(chǎn)酒精?；蚬こ桃呙缁蚬こ桃呙缁蚬こ桃呙绱砹艘环N預(yù)防傳染性疾病的基因工程疫苗代表了一種預(yù)防傳染性疾病的新途徑，有利于提高人類和動(dòng)物的福利，減新途徑，有利于提高人類和動(dòng)物的福利，減少抗生素的使用和病原體傳播。少抗生素的使用和病原體傳播。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：成本低、生產(chǎn)簡(jiǎn)單、質(zhì)量高、熱穩(wěn)定性成本

34、低、生產(chǎn)簡(jiǎn)單、質(zhì)量高、熱穩(wěn)定性好、可生產(chǎn)多價(jià)疫苗等。好、可生產(chǎn)多價(jià)疫苗等。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺乏研究，具不確定性。缺乏研究，具不確定性?；蚬こ桃呙绲睦没蚬こ桃呙绲睦?一個(gè)基因工程疫苗含有一個(gè)帶有很強(qiáng)病毒啟動(dòng)一個(gè)基因工程疫苗含有一個(gè)帶有很強(qiáng)病毒啟動(dòng)子的細(xì)菌質(zhì)粒、一個(gè)編碼免疫蛋白的基因和一個(gè)轉(zhuǎn)子的細(xì)菌質(zhì)粒、一個(gè)編碼免疫蛋白的基因和一個(gè)轉(zhuǎn)錄終止序列。錄終止序列。 質(zhì)粒是長(zhǎng)在細(xì)菌中，在鹽溶劑中純化和溶解，質(zhì)粒是長(zhǎng)在細(xì)菌中，在鹽溶劑中純化和溶解，然后通過肌肉注射微量的然后通過肌肉注射微量的DNA加速蛋白表達(dá)活性，加速蛋白表達(dá)活性，以達(dá)到最終減少免疫反應(yīng)、抗擊病毒作用。以達(dá)到最終減少免疫反應(yīng)、抗擊病毒作

35、用?；蚬こ桃呙绲难芯窟M(jìn)展基因工程疫苗的研究進(jìn)展1.獸用重組基因工程疫苗的類型獸用重組基因工程疫苗的類型病原：病原：細(xì)菌、病毒、寄生蟲細(xì)菌、病毒、寄生蟲疫苗使用對(duì)象：疫苗使用對(duì)象：牛、馬、豬、羊、犬、禽、兔、牛、馬、豬、羊、犬、禽、兔、魚和其他野生動(dòng)物。魚和其他野生動(dòng)物。疫苗的類型：疫苗的類型：重組亞單位疫苗、基因缺失活疫苗、重組亞單位疫苗、基因缺失活疫苗、基因重組活疫苗?；蛑亟M活疫苗。 重組亞單位疫苗是指將保護(hù)性抗原基因重組亞單位疫苗是指將保護(hù)性抗原基因在原核或真核細(xì)胞中表達(dá)，并將基因產(chǎn)物在原核或真核細(xì)胞中表達(dá)，并將基因產(chǎn)物蛋白質(zhì)或多肽制成疫苗。蛋白質(zhì)或多肽制成疫苗。 安全性好，不含傳染性材料，接種后不安全性好，不含傳染性材