园林植物安全与检疫：现代生物技术

第五节生物安全现代生物技术基因工程蛋白质工程细胞工程酶工程发酵工程一、基因工程基因工程的核心技术——DNA的重组技术1.DNA重组技术指将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。供体、受体、载体是重组DNA技术的三大基本元件。2.转基因生物为了达到特定的目的而将DNA进行人为改造的生物。英国培育出新型转基因“金稻”我国培育出抗病毒转基因大白菜美国培育出双抗转基因西红柿高等植物基因工程的发展历程1983年美国和比利时科学家首次将外源基因导入烟草和胡萝卜

1994年世界上第一种耐储藏的番茄在美国批准上市

1995年转基因的抗虫、抗除草剂的玉米和棉花在美国投入生产2000年美国转基因大豆的种植面积首次超过普通大豆迄今为止世界上共批准了12种作物、6大类性状的48个转基因品种进行商业化生产，其中包括水稻、玉米、马铃薯、小麦、黑麦、红薯、大豆、豌豆、棉花、向日葵、油菜、亚麻、甜菜、甘草、卷心菜、番茄、生菜、胡萝卜、黄瓜、芦笋、苜蓿、草莓、木瓜、猕猴、桃、越橘、茄子、梨、苹果、葡萄等。二、生物技术的潜在风险1.给环境带来风险成功与风险并存如：产生“超级野草”；2.对人类健康的影响食品安全3.社会风险伦理道德生物武器一般粮食种子的储存蛋白中几种必需氨基酸的含量较低，例如禾谷类蛋白的赖氨酸含量低，豆类植物的蛋氨酸、胱氨酸、半胱氨酸含量低，直接影响到人类主食的营养价值。将蚕豆中一种富含赖氨酸和甲硫氨酸的蛋白编码基因植入玉米中，可显著提高其营养价值。马铃薯和水稻的类似改良也在进行之中。提高粮食中必需氨基酸的含量目前全世界有24亿人以大米为主食，约有1.3亿人因缺铁而引起贫血，2.5-10亿人患有不同程度的维生素A缺乏症。为了增加稻米中的铁质含量，从大豆芽中分离出铁蛋白编码基因，将之转入亚洲稻谷一个普通品系中。结果发现，转基因稻谷能储存相当于普通稻谷3倍的铁质研究还发现，普通稻米中含有一种植物酸，阻碍人的消化系统对铁的吸收。瑞士科学家将来自水仙等植物的相关基因植入水稻中，不仅铁的含量有所提高，而且维生素A的含量也丰富了。提高粮食中铁元素和维生素的含量花卉的颜色是由花冠中的色素成分决定的。大多数花卉的色素为黄酮类物质，由苯丙氨酸通过一系列的酶促反应合成，而颜色主要取决于色素分子侧链取代基团的性质和结构，如花青素衍生物呈红色，翠雀素衍生物呈蓝色等。在黄酮类色素的生物合成途径中，苯基苯乙烯酮合成酶（CHS）是一个关键酶。利用反义RNA技术可有效抑制矮牵牛花属植物细胞内的CHS基因表达，使转基因植物花冠的颜色由野生型的紫红色变成了白色，并且对CHS基因表达抑制程度的差异还可产生一系列中间类型的花色。改变花卉的颜色植物激素在控制花朵的形状和大小方面起着重要的作用。例如，细胞分裂素与植物生长素的比值可以决定植株包括花的形状。分子生物学和遗传学的研究都表明，同源异形基因表达的加强或减弱都会改变花的大小和形状，而这些基因的表达时间直接影响到植物的花期。同源异形基因控制花形的过程十分保守，在几乎所有的观赏花卉中都是一样的，这就为人们用基因工程的方法改变花形和花期提供了有利条件。改变花卉的形状三、国内外生物安全管理现状国际生物安全管理中国生物安全管理四、应对生物安全问题