轉(zhuǎn)基因技術(shù)知識分享

轉(zhuǎn)基因技術(shù)2.轉(zhuǎn)基因技術(shù)的類型轉(zhuǎn)基因技術(shù)可分多個層次：

廣義的講，最基本的轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是基因工程，即將高等生物的基因通過體外重組后，轉(zhuǎn)化入細(xì)菌或酵母細(xì)胞。真正意義上的轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動物。它們多是將外源基因注入生殖細(xì)胞或受精卵子中，并讓外源基因整合到其基因組中，并使其在胚胎及發(fā)育成熟的個體中獲得表達(dá)，形成具有新特性的個體。二、轉(zhuǎn)基因植物

transgenicplant

轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生的必要性和必然性：

新的世紀(jì)已經(jīng)來到，但人口增長與糧食匱乏的矛盾日益尖銳。目前全球人口已經(jīng)超過60億，據(jù)推測，2025年全球人口將達(dá)80億，其中新增加的20億人口又大部分集中在發(fā)展中國家。諾貝爾獎獲得者NormanBorlaug認(rèn)為：“要想滿足全球糧食的供給，將糧食單產(chǎn)比1990年提高80％，不可能寄希望于耕地面積的擴大和灌溉能力的提高，只有靠改良和選育出高產(chǎn)作物品種才能實現(xiàn)這一目標(biāo)。而能實現(xiàn)這一目標(biāo)的又唯有作物基因工程技術(shù)”1983年,比利時、德國、美國同時出現(xiàn)了煙草和牽?；ㄞD(zhuǎn)基因作物。這開創(chuàng)了一個新的時代，即人們可以創(chuàng)造新奇別致的雜交物種。像新加坡生物學(xué)家獨出心裁的地將螢火蟲基因移植到蘭花體內(nèi)，使得轉(zhuǎn)基因蘭花熒光閃閃。1992年，中國種植了世界上第一批商用轉(zhuǎn)基因作物——轉(zhuǎn)基因煙草。1993年，全球首例轉(zhuǎn)基因食品——一種軟化緩慢的番茄投放美國市場。轉(zhuǎn)基因的發(fā)展歷程轉(zhuǎn)基因作物的推廣應(yīng)用現(xiàn)狀據(jù)統(tǒng)計：

1996年度全世界轉(zhuǎn)基因植物推廣面積達(dá)170萬hm2；

1997年底增至1100萬hm2，一年間增長了6．5倍，其中轉(zhuǎn)基因大豆、玉米和油菜推廣面積的增長幅度都在10倍以上；

1998年和1999年全球轉(zhuǎn)基因植物的推廣面積進(jìn)一步增加到了2780萬hm2和3990萬hm2；

2003年轉(zhuǎn)基因作物的便于種植面積為6320萬公頃。4種主要的商業(yè)化轉(zhuǎn)基因作物及比例分別是：大豆(占62%)、玉米(24%)、棉花(占9%)、歐洲油菜(占4%)。此外還常見的轉(zhuǎn)基因植物有馬鈴薯、番茄、大米、煙草、甜菜等。

由于轉(zhuǎn)基因作物的巨大優(yōu)勢，推廣非?？?。在美國，有近一半的大豆、棉花，超過三分之一的玉米、油菜是轉(zhuǎn)基因作物。在超市的食品中有70%以上中含有轉(zhuǎn)基因成分。

四種常見轉(zhuǎn)基因作物的國家：

大豆：美國、加拿大、墨西哥、阿根廷、烏拉圭、南非、中國和羅馬尼亞

油菜：美國和加拿大

玉米：美國、加拿大、南非、阿根廷、烏拉圭、洪都拉斯、西班牙、德國和羅馬尼亞

棉花：美國、哥倫比亞、中國、印度和澳大利亞各國結(jié)轉(zhuǎn)基因作物的態(tài)度：

美國、澳大利亞率先于是1996年開始大量種植轉(zhuǎn)基因作物，而且在美國，國民反對的人數(shù)不超過5%，所有轉(zhuǎn)基因食品均不需標(biāo)明轉(zhuǎn)基因。

在歐洲，轉(zhuǎn)基因作物和食品幾乎全面遭到了環(huán)境保護(hù)者的反對，公眾也普遍不接受。其中尤其以英國表現(xiàn)的最為突出。但歐盟議會已通過法律，允許轉(zhuǎn)基因作物和食品進(jìn)入歐洲市場，但必須有明確的標(biāo)識。

我國對轉(zhuǎn)基因作物和食品沒有明確的法律限制，但目前人們對其也存在著很大爭議。轉(zhuǎn)基因植物的原理轉(zhuǎn)基因植物帶給我們的好處：提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，提高植物能量的轉(zhuǎn)化能力；固氮能力的提高；提高植物的生活特性，如抗倒伏、抗病蟲害、抗旱、抗鹽堿等能力；提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，如保質(zhì)期、口味；提高藥用植物有效成分的產(chǎn)量；生產(chǎn)具有特色的經(jīng)濟作物，如彩色棉花；將動物基因轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞，使植物獲得動物的某些性狀。

轉(zhuǎn)基因香瓜與普通香瓜的比較左圖為存放了5天的普通香瓜；右圖為存放了15天后的香瓜轉(zhuǎn)基因啤酒德國一家公司研制的一種轉(zhuǎn)基因酵母生產(chǎn)的啤酒，其口感和味道都優(yōu)于常規(guī)啤酒。轉(zhuǎn)基因玉米與普通玉米根系的比較不同的聲音：與人們傳統(tǒng)的倫理道德相沖突。

觀點主要是轉(zhuǎn)基因技術(shù)開了一個不好的頭，使人們可以隨心所欲的改變一個物種的基因成分，這都是非自然的。上帝創(chuàng)造了世間萬物，人如何能夠隨便更改呢？生命學(xué)家的不同聲音

轉(zhuǎn)基因植物將改變自然界物種的遺傳特性，還可能造成“基因污染”。環(huán)保主義者的反對聲

對人類健康的潛在危害。

這張照片所反映的就是轉(zhuǎn)基因食品與人們傳統(tǒng)觀念之間的沖突。墨西哥是玉米的原產(chǎn)地，并且該國明確禁止轉(zhuǎn)基因玉米在本國種植，但邊界的另一邊廣泛的種植著轉(zhuǎn)基因玉米，人們擔(dān)心過若干年后還能否見到不被基因污染的玉米品種。右圖是墨西哥另一原產(chǎn)物種——各種豆類的種子，它們也面臨與玉米相似的境遇。左圖分別是泰國果農(nóng)在抗議轉(zhuǎn)基因木瓜對傳統(tǒng)木瓜的沖擊；中國云南農(nóng)民在宣傳抵御轉(zhuǎn)基因水稻對本地原產(chǎn)水稻的侵襲。綠色和平組織的工作人員正在展示非法進(jìn)入中國的轉(zhuǎn)基因水稻種子

1998年8月，Pusztai事件：英國阿伯丁的Rowett研究所普茲泰（Pusztai）博士，1998年秋天在英國電視臺發(fā)表講話，聲稱他用轉(zhuǎn)雪花蓮凝集素基因的土豆喂大鼠后，體重和器官重量減輕，免疫系統(tǒng)受到了破壞，引起國際轟動。1999年5月，康奈爾大學(xué)的一個研究組在《Nature》雜志上發(fā)表文章，聲稱轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的花粉飄到一種名叫“馬利筋”的雜草上，用馬利筋葉片飼喂美國大斑蝶，導(dǎo)致44%的幼蟲死亡。以上兩個例證為反對轉(zhuǎn)基因食品的人提供了強有力的證據(jù)，被廣為轉(zhuǎn)載和宣傳。但在實驗室的重復(fù)性研究中，確得出相反的結(jié)論。但這兩個實驗引起的社會效益是很難平息的雀巢奶粉伴侶中含轉(zhuǎn)基因成分引發(fā)的事件世界上著名的嬰兒食品制造企業(yè)——享氏食品中也發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)基因成分目前在超市中各種方便食品如霧里看花一般，人們無法辨別其真?zhèn)稳?、轉(zhuǎn)基因動物

transgenicanimal

1．轉(zhuǎn)基因動物的簡史1980年，J.W.Gordon等人首次報道用顯微注射的方法向小鼠胚胎注射純化的DNA，開辟了轉(zhuǎn)基因動物研究的先河。1982年，R.D.Palmiter等又報道用轉(zhuǎn)移生長激素基因的方法，獲得了7只轉(zhuǎn)基因鼠，其中1只比一般小鼠大一倍，被稱為巨鼠，引起極大的轟動。相繼有轉(zhuǎn)基因豬、魚、兔和羊等問世。轉(zhuǎn)基因巨鼠年份研究者基因/轉(zhuǎn)入方法轉(zhuǎn)入動物結(jié)果1980GordonHSV-TK小鼠78只子鼠中有2只為轉(zhuǎn)基因鼠1981Constantini兔珠蛋白基因小鼠24只子鼠中9只為轉(zhuǎn)基因鼠1982Palmiter將MT啟動子和大鼠GH基因接成的融合基因侏儒小鼠7只轉(zhuǎn)基因中1只生長加快，明顯增大1985Wagner拼接有NEO基因的逆轉(zhuǎn)錄病毒小鼠獲得整合體小鼠1985Hammer制備轉(zhuǎn)基因兔、羊、豬均獲得成功1986RobertsonMPSA-mos-Neo逆轉(zhuǎn)錄病毒感染ES細(xì)胞得到可遺傳的轉(zhuǎn)基因動物1987Thomas利用ES細(xì)胞法結(jié)合同源重組技術(shù)小鼠制備出Hprt基因定點突變的轉(zhuǎn)基因小鼠1988Biery牛轉(zhuǎn)基因牛成功1990Hochi大鼠轉(zhuǎn)基因大鼠成功1994Love線性質(zhì)粒雞7只雞活到性成熟，1只公雞給后代傳遞外源基因1994Ono基因微注射鵪鶉有46.6%胚體表達(dá)了外源基因1998Wilmut綿羊乳腺細(xì)胞綿羊體細(xì)胞核克隆，獲得綿羊“多利”國外轉(zhuǎn)基因動物首創(chuàng)記錄年份單位及研究者基因/轉(zhuǎn)入方法轉(zhuǎn)入動物結(jié)果1984發(fā)育所陸德裕等人珠蛋白小鼠個體大，基因可連續(xù)傳遞，但表型似不能保持1986發(fā)育所史瀛仙等牛及人生長激素小鼠DNA能轉(zhuǎn)錄成RNA的小鼠體型大，未能轉(zhuǎn)錄成RNA的小鼠體積小，說明基因在體內(nèi)一定要轉(zhuǎn)錄成RNA，并翻譯成蛋白質(zhì)，才能起促進(jìn)生長的作用。1987發(fā)育所于建康等大腸桿菌galk基因小鼠產(chǎn)21只，2只DNA中含有大腸桿菌galk基因1995北京農(nóng)大陳永福等ZPL線性化的DNA導(dǎo)入豬受精卵豬獲轉(zhuǎn)基因豬，為避免豬過早死亡，采用傳代、后誘導(dǎo)表達(dá)法1996中國農(nóng)科院畜牧所黃少華等微注射SMT-PGH基因到豬早期胚胎豬妊娠率隨移入胚胎數(shù)的增多而提高，以20-30為宜1997江蘇農(nóng)科院范必勤等用體外獲能的精子為載體，通過體外受精導(dǎo)入基因豬建立新的基因?qū)敕椒?998上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所曾溢滔等人凝血因子山羊產(chǎn)出5只轉(zhuǎn)基因羊，其中1只母羊乳汁中含有人凝血因子1999上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所曾溢滔等人血清蛋白奶牛移植8頭牛，妊娠3頭，生產(chǎn)1頭公牛，攜帶有人血清蛋白基因國內(nèi)轉(zhuǎn)基因動物首創(chuàng)記錄

2．轉(zhuǎn)基因動物研究概況⑴轉(zhuǎn)基因動物在培育新品種中的應(yīng)用在轉(zhuǎn)基因動物歷史上，培育高效益的家畜、家禽和水生動物新品種曾經(jīng)是研究工作的主流。受“巨鼠”的影響，人們期望能通過轉(zhuǎn)基因動物的研究，獲得快速生長、節(jié)約飼料、產(chǎn)毛多、產(chǎn)蛋多和抗病的動物新品種。主要是將生長激素和類胰島激素的基因轉(zhuǎn)入動物體內(nèi)，并且取得了良好的增長效果，但也表現(xiàn)出一系列病理性副作用，關(guān)節(jié)炎和胃病尤其明顯。但轉(zhuǎn)基因魚是一個例外。⑵動物生物反應(yīng)器(animalbioreactor

)用動物乳腺生產(chǎn)醫(yī)用蛋白質(zhì)的優(yōu)點：

動物乳腺是一個自我封閉的系統(tǒng)，它表達(dá)的蛋白質(zhì)絕大多數(shù)不會回到血液循環(huán)系統(tǒng)中去，可以避免大量表達(dá)的外源蛋白質(zhì)對動物的健康造成危害。乳腺組織是一種有效的蛋白質(zhì)合成器，一頭奶牛一年可產(chǎn)乳蛋白250-300千克，一只羊一年可產(chǎn)乳蛋白25-30千克。如果把百分之一的乳蛋白代換為醫(yī)用蛋白質(zhì)，產(chǎn)量十分可觀。乳腺組織可以對人體蛋白質(zhì)進(jìn)行正確的修飾和后加工，產(chǎn)品活性接近天然產(chǎn)品。在動物乳腺表達(dá)的外源基因可以遺傳，一旦獲得成功，可以用常規(guī)畜牧技術(shù)繁殖產(chǎn)生群體。動物乳腺產(chǎn)生醫(yī)藥產(chǎn)品的前景：

據(jù)美國的市場分析，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)醫(yī)藥制品僅美國可達(dá)每年25億美元。表美國市場對幾種血液蛋白產(chǎn)品的年需求

第八因子第九因子G蛋白抗凝血酶血纖蛋白原白蛋白年需求量(千克)0.341021150315×103現(xiàn)價（美元/克）29000004000010000700010003.56年銷售額（百萬美元）8821621001501501120

目前，國際上已成立數(shù)十家基因動物公司，轉(zhuǎn)基因牛、綿羊、山羊、豬的成功實例有10多種，生產(chǎn)出的貴重藥用蛋白有α1-抗胰蛋白酶、乳鐵蛋白、人血清蛋白、人凝血因子Ⅸ、人凝血因子Ⅷ、抗-凝血酶Ⅲ、膠原、血纖蛋白原、蛋白質(zhì)C等。我國轉(zhuǎn)基因動物的研究情況：我國轉(zhuǎn)基因動物研究的領(lǐng)軍人物——中國工程院院士曾溢滔教授

1998年成功的培育出在乳汁中含人第九凝血因子的轉(zhuǎn)基因羊。1999年又成功的培育出在乳汁中含人血清白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛。⑶抗病育種

將具有抗病能力的基因?qū)雱游?，使其具有較理想的抗病能力。目前已做的工作有：抗豬瘟育種：抗流感基因工程育種：1989年Young將INF基因質(zhì)粒導(dǎo)入小鼠受精卵，獲得表達(dá)，獲得抗病轉(zhuǎn)基因小鼠?？鼓[瘤動物模型：美國首先培育出易發(fā)乳腺癌的轉(zhuǎn)基因小鼠，為研究癌誘發(fā)和抗腫瘤藥物的篩選提供了研究的模型。迄今已培育出許多與癌基因有關(guān)的轉(zhuǎn)基因小鼠。⑷基因治療⑸組織器官移植：

將人的標(biāo)志基因移入豬，使其器官上具有了人的抗原標(biāo)志，減小了排異反應(yīng)。各種帶熒光的轉(zhuǎn)基因動物3.轉(zhuǎn)基因動物的技術(shù)路線⑴經(jīng)典的技術(shù)路線先從已交配的供體動物的輸卵管中采取受精卵；顯微注射法向受精卵的雄性核導(dǎo)入人工構(gòu)建的藥物蛋白基因；經(jīng)外科手術(shù)把已導(dǎo)入外源基因的受精卵移入同步發(fā)情的受體母羊輸卵管內(nèi)；讓受精卵在“養(yǎng)母”體發(fā)育至分娩出生；用分子生物學(xué)技術(shù)檢測出生小羊是否已整合了導(dǎo)入的外源基因。該法的缺點：實驗周期長，注射的外源基因整合率低。⑵整合胚胎移植技術(shù)路線

該技術(shù)是對前種方法的改進(jìn)。它利用了生殖技術(shù)中的體外受精技術(shù)，使精子和卵子在體外受精；然后找到一個最佳時機向體外受精的細(xì)胞顯微注射藥物蛋白基因。然后在體對胚胎體進(jìn)行整合的鑒定。從中挑選有目的基因整合的胚胎進(jìn)行移植。采用經(jīng)陰道的非手術(shù)胚胎移植法，減少了對受精卵的損傷。⑶核移植（克?。┘夹g(shù)路線

利用克隆技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?。即在進(jìn)行克隆之前，先目的基因注射到將進(jìn)行移植的核中，在按克隆技術(shù)進(jìn)行操作。其成功率比經(jīng)典