转基因作物的优势

浅谈转基因作物优势学院：园林园艺学院专业：12级园艺（蔬菜方向）转基因作物的优势

一、什么是转基因

转基因即转基因技术

转基因技术（GeneticallyModified，简称GM），是指运用科学手段，从某种生物体基因组中提取所需要的目的基因，或者人工合成指定序列的基因片段，将其转入另一种生物中，使与另一种生物的基因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育，从而获得具有特定的遗传性状个体的技术。该技术可以使重组生物增加人们所期望的新性状，培育出新品种。二、什么是转基因作物

转基因作物，是利用基因工程将原有作物的基因加入其它生物的遗传物质，并将不良基因移除，从而造成品质更好的作物。通常转基因作物，可增加作物的产量、改善品质、提高抗旱、抗寒及其它特性。高产优质三、转基因作物的发展历程

1983年，世界上第一例转基因植物———一种含有抗生素药类抗体的烟草在美国成功培植。当时有人惊叹：“人类开始有了一双创造新生物的‘上帝之手’。”随后，“转基因”一词逐渐成为人们关注的焦点。在随后的研究中，科学家用去除癌基因的根癌农杆菌及发根农杆菌进行基因转移，获得了形态正常的转基因作物.1985年Horsch等首创叶盘法进行植物遗传转化，他们利用根癌农杆菌感染烟草、番茄和矮牵牛叶片外植体，成功获得了转基因植物。

1987年Umbeck等利用农杆菌介导法将NPTⅡ基因和CAT基因导入陆地棉。同年Sanford等建立了基因枪转化法，并成功转化了多种植物。

1988年Rhodes等利用电击法将NPTⅡ酶基因转入玉米原生质体获得转基因植株。同年Hinchee等用农杆菌介导法将NPTⅡ基因和GUS基因导入大豆。

1989年杨虹等用聚乙二醇（PEG）方法将苏云金芽孢杆菌的D-内毒素基因导入水稻原生质体获得转化植株。

1992年Vasil等利用基因枪法转化小麦愈伤组织获得转GUS和Bar基因植株。

自1986年首批转基因作物被批准进入田间试验，至今国际上已有30多个国家批准数千例转基因作物进入田间试验，涉及的作物种类有40多种。种植转基因作物的国家从1992年的1个增长到2007年的23个国家。全球转基因作物的种植面积也从1996年的170hm2增长到2007年的超过1亿hm2。种植的作物主要是大豆、玉米、棉花和油菜。

1994年美国孟山都（Monsanto）公司研制的延熟保鲜转基因番茄批准上市后，开创了转基因食品商业化的先河。四、转基因作物在应用方面的优势：1、抗虫性2、抗除草剂3、利用转基因作物生产疫苗4、解决粮食问题1、抗虫性

植物抗虫性基因工程为害虫防治提供了新的途径。将编码具杀虫活性产物的基因导入植物后，其表达产物可以影响取食害虫的消化功能，抑制害虫的生长发育甚至杀死害虫，从而使植物获得对取食害虫的耐性，减少或代替农药使用。目前用于植物抗虫基因工程的基因包括：（1）毒蛋白基因，如苏云金芽孢杆菌（Bt）毒蛋白等；（2）蛋白酶抑制剂基因，如豇豆胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI）等；（3）淀粉酶抑制剂基因，如菜豆a-淀粉酶抑制剂基因等；（4）植物外源凝集素类基因，如雪花莲外源凝集素（GNA）基因等；（5）昆虫特异性神经毒素基因，如蜘蛛毒素基因等。2、抗除草剂特性抗除草剂基因的研究往往是与广谱高效除草剂相结合的，利用的基因主要包括两类，一类是可以改变除草靶物敏感性的基因，另一类是除草剂解毒基因。（1）抗草甘膦草甘膦是一种施用于茎叶的非选择性除草剂。草甘膦的作用机理是通过抑制植物中的5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶的活性而干扰芳香族氨基酸合成代谢。实践发现，含有编码EPSPS的aroA基因的大肠杆菌细胞对草甘膦具有抗性，这些细胞产生了大约17倍的EPSPS,且对草甘膦的抗性提高了8倍（2）抗草丁膦草丁膦是有机磷类除草剂，可强烈地抑制谷氨酸胺合成酶的活性。草丁膦的除草剂机理主要是导致氨在植物中的积累，这是因为GS在植物中可以解除在氨基酸降解等过程中产生的氨的毒性，而在植物不同组织、器官中存在的多种GS同工酶均对L-草丁膦敏感，均可被其抑制活性。

3、利用转基因作物生产的疫苗

利用转基因植物生产乙肝疫苗。HBV的传播方式广，且发病机理复杂，目前清除HBV、防止肝细胞坏死的治疗效果仍不理想。因此，接种HBV疫苗是控制乙肝发生的经济、有效的途径。1992年，Arntzen小组利用转基因技术将美国临床使用的乙肝病毒表面抗原基因导入烟草并使之表达，随后将这种烟草叶片中提取的HBSAG注入小鼠胃内，小鼠产生了免疫反应抗体。

1995年Arntzen小组又将hbsag基因转入马铃薯中，使之稳定表达；用转基因马铃薯喂养小鼠，在小鼠体内检测粘膜抗体。粘膜抗体分泌到循环系统，能抵御病毒的侵染。这表明转基因植物中的抗原可安全通过动物消化道，而不会被蛋白酶降解，最终成为粘膜性抗原。口服少量的HBSAG蛋白就可产生良好的免疫应答反应，并不比肌肉注射所需的量大。说明植物表达系统产生的疫苗具有预防疾病的作用

目前，除了利用转基因作物生产乙肝疫苗外，还利用转基因作物生产霍乱病疫苗、狂犬病疫苗、幼猪腹泻疫苗、牛肺炎病疫苗、口蹄疫疫苗等等……

随着转基因技术的发展，相信未来一定会有越来越多的转基因植物疫苗问世。

4.解决粮食问题

受多种不同因素的影响，全球粮食安全争论逐渐成为焦点，世界每年增加近8000万人口，粮食需求不断增长，同时全球大约30%的耕地表层土壤生产力正在丧失，在印度24%的家庭现都有食品缺失的天数，尼日利亚为27%，秘鲁为14%。

通过发展转基因作物可以缓解粮食危机。基因改造使转基因作物可以在干旱、盐碱和贫瘠等不适环境下生长。一年生植物转变成多年生植物可以大大缩短食品从土地到餐桌的速度，还能打破季节和气候的限制。全球由于食品腐败而遭浪费的粮食数量惊人，通过转基因作物可以延长食品货架期，减少不必要的浪费。世界50%以上的人口以稻米为食，水稻是亚洲最主要的粮食作物，也是我国第一大粮食作物，发展转基因水稻，对保障我国粮食安全有巨大的推动作用。中国的转基因作物关于转基因食品，有关其安全性的争议一直存在近日，全国12名律师致信国家食药监局和农业部，要求公开转基因食品相关信息。人民日报刊文，因食品进行科普，解读国内转基因作物种类，对一些传言辟谣。中国农科院植保所副研究员谢家建表示，截至目前，我国批准了转基因生产应用安全证书并在有效期内的作物有棉花、水稻、玉米和番木瓜。按照《中华人民共和国种子法》的要求，转基因作物还需要取得品种审定证书、生产许可证和经营许可证，才能进入商业化种植。“目前，转基因水稻和转基因玉米尚未完成种子法规定的审批，没有商业化种植。我国已经进行商业化种植的转基因作物只有棉花和番木瓜。”在进口用作加工原料的转基因作物方面，目前有大豆、玉米、油菜、棉花和甜菜。较为人们熟知的是，现在市场上销售的很多大豆油的原料都是转基因大豆。五、转基因作物的优势

转基因技术在基因转移的范围和效率上除了不受生物体间亲缘关系的限制外，其所操作和转移的一般是经过明确定义的基因，功能清楚，后代表现可准确预期。因此，植物转基因技术将给农业、医药、食品工业、畜牧业等各个领域带来巨大经济效益。一是减轻病虫害危害，改善农业生态环境。培育抗病虫。抗除草剂、抗旱、耐盐碱、养分高效利用等的转基因新品种，将显著减少农药、化肥和水的使用，缓解养殖污染，改善生态环境。二是降低生产成本，增加农民收入。由于转基因新品种在增产。优质优价、消耗等方面的优势，已使全球转基因作物农户累计获得纯经济效益340亿美元，农民增收25%左右。抗除草剂转基因大豆的应用，实现了密植和免耕，有利于水土保持。我国棉农也因种植转基因棉花，每亩减支增收130元，累计实现农民增收200多亿元。

三是拓展产业形态，提高产品附加值

目前功能性和治疗性转基因食品、转基因生物能源和环保产品相继研制成功，部分转基因药物上市销售，使转基因品种正在由简单性状改良向复杂性状改良、由农业领域向医药、加工、能源、环保领域拓展发展等方向发展。

四是提高产量提高品质。

比如，在马铃薯中引入来自酵母的蔗糖酶基因后，转基因植株己糖和氨基酸的含量增加，特别是脯氨酸的含量比野生型马铃薯增加了40倍。脯氨酸含量的增加有益于提高马铃薯的营养价值，并增强了植株对逆境的耐受力马铃薯被切开后，由于多酚氧化酶，马铃薯内部立即变为褐色，影响了马铃薯的商业价值和美观。Coeter将番茄的反义多酚氧化酶