基因工程技术范文

基因工程技术范文第1篇

关键词：基因工程 DNA重组应用 发展现状

沃森（Waston）和克里克（Crick）在1953年提出DAN的双螺旋模型，奠定了基因工程的理论基础。20世纪70年展起来的DNA重组技术，促进了基因工程的迅速发展。通过基因工程，人类可以按照自己的意愿，利用DNA的重组技术在体外对基因进行改造和重组，最后将重组后的基因导入受体细胞内，从而按照人类的意愿改造生物的遗传信息。基因工程目前已被广泛地应用于农业、畜牧业、医药及环保等领域。

1.基因工程在农业上的应用

传统育种主要是通过有性杂交产生变异，可通过选择固定优良变异，在提高作物产量、提高作物的抗逆性等方面做出重要贡献。但是，传统育种方法只能近缘杂交，不能远缘杂交，因此可利用的资源越来越少，传统育种面临着越来越大的挑战。基因工程克服了传统方法不能远缘杂交的问题，在育种方面贡献巨大。人类可以通过植物基因工程技术，培育出符合人们需要的、具有更高价值的作物[1-2]。

基因工程在农业上的应用可谓硕果累累，基因工程可提高农作物的抗逆能力（如抗病、抗虫、抗干旱、抗除草剂等）、改良农作物的品质以及可利用植物生产药物等。提高抗逆性的原理是：从某些生物中分离出具有抗病、杀虫活性、抗干旱、抗除草剂的基因，并将其导入作物中并表达，使其具有抗逆性。荷兰和以色列两国的科学家从草莓细胞线粒体中提取一种酶基因，将其导入拟南芥菜中，使转基因拟南芥菜产生两种能吸引害虫天敌的化合物，从而达到杀虫的目的。西红柿很容易腐烂，运输和储藏很不方便，因此都是在西红柿未完全成熟时就摘取下来，在运输过程中再催熟，降低了西红柿的口感。而利用基因工程技术培育出来的西红柿不易腐烂，便于贮藏和运输，允许西红柿完全成熟后再摘取，销售时仍能拥有良好的口感。

2.基因工程在畜牧业上的应用

随着基因工程技术的发展，人们不断培育出生长速度更快、体型更大、产量更高、更具观赏性以及抗疾病能力更强的家畜家禽品种[3]。1982年科学家利用基因工程技术将大白鼠的生长激素基因导入到小白鼠的受精卵内，培育出体型比正常白鼠大的“大白鼠”。同样地，科学家又将牛的生长激素基因导入小白鼠的受精卵内，得到了体型超大的“超级小白鼠”。此后，人类不断培养出转基因猪、鱼、牛、羊、兔等等。基因工程为畜牧业的发展做出重要的贡献。（1）通过基因工程，人类可以对家畜家禽的性别进行预选。这对于产奶和产蛋的家畜家禽来说非常重要，因为这些只由雌性动物来完成。（2）通过基因工程，人类可以改良动物的品质。例如转基因羊的净毛平均产量要比一般的绵羊高出62%，而通过基因工程技术，用高产奶的优质奶牛的细胞，可以培育出大量高产奶的奶牛，大幅度提高畜牧业的经济效益。（3）通过基因工程，人类可以培养出抗病能力强的动物品种。在家畜家禽的饲养过程，常遇到“瘟疫”，出现家畜家禽大面积死亡，给畜牧业带来重大损失。通过向家畜家禽移植抗病毒基因，可显著提高它们的抗病能力，避免经济损失。（4）通过转基因工程，可以培育出更具观赏性的动物。例如像老鼠一样大的兔子，像猫一样大的迷你型小马。同时，有些昆虫在夜里能发出迷人的荧光，通过基因工程技术，可以将这些昆虫的发光基因导入鱼内，从而培育出极具观赏性的“荧光鱼”。

3.基因工程技术在医药领域的应用

基因工程在制药领域拥有独一无二的优势。例如，胰岛素是治疗糖尿病的特效药，在基因工程胰岛素之前，它只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，而100 kg的胰腺只能提取4-5克的胰岛素，因此其价格极高。通过基因工程细菌发酵法生产胰岛素[4]，具有经济、简单和易操作等优点。将事先重组好的胰岛素基因植入大肠杆菌，每2000 L大肠杆菌培养液中就能生产出100 g的胰岛素。通过基因工程细菌发酵法可大批量生产胰岛素，大幅度降低其价格。干扰素在治疗病毒感染方面可谓是“万能灵药”，以往都是从人的血液中提取，300000 L血液才能提取1克的干扰素，因此极其昂贵。我国利用基因工程技术生产出干扰素α-2b，其具有抗病毒、抑制肿瘤细胞增生提高人体免疫功能的作用，被公认为肿瘤生物治疗的首选药物。

此外，基因工程还可应用于疫苗的研发和生产。其原理是利用基因工程技术分离出病原中的保护性抗原基因，将其导入原核或真核系统中并表达，制成疫苗。基因工程疫苗不同于传统方法制备的疫苗，由于它只含有致病细菌或病毒的抗原，因此更安全有效。

4.基因工程在环保上的应用：

随着工业的发展，地球的自清洁能力已经远远跟不上人类排放污染物的速度。近年来，人类对自身生存环境越来越重视，环境保护不断被提起。但是，迫于人口以及经济发展的压力，人类还是有意或无意地污染地球环境。墨西哥石油泄露事件以及我国的渤海石油泄露事件对环境造成严重的影响。原来金黄色的沙滩被黑色的石油所覆盖，许多海鸟因羽毛被石油粘结在一起坠落在海水中溺亡。此外，这些泄露的石油还会覆盖在海水表面，使许多海洋生物找不到食物而饿死。大自然降解石油的速度非常缓慢，因为普通的细菌只能降解石油中的某种烃类。而基因工程培育的“超级细菌”则可以分解石油中的大部分烃类。通过将这些“超级细菌”种植在沙滩上，就能达到有效降解石油的目的。同时，基因工程培育的部分“超级细菌”还可以吞食并转化高毒性的汞和镉等生金属。

5.基因工程是一把“双刃剑”

基因工程技术范文第2篇

[关键词]基因工程；研究现状；应用领域；影响

基因工程是利用重组技术，在体外对目的基因进行构建，再导入细胞内，使重组细胞在细胞内表达，产生人类需要的基因产物，或者改造、创造新特性的产品。基因工程是在生物化学、分子生物学和分子遗传学等学科的研究成果基础上逐步发展起来的。基因工程问世以来，发展非常的迅速，还发展了一系列的基因工程技术操作，如：DNA重组技术、PCR技术等。科学工作者十分的重视基础研究，包括构建一系列的克隆载体和相应的表达系统，构建不同物种的基因文库和cDNA文库，开发新的工具酶等，各个方面都取得了丰硕的研究成果，使基因工程技术不断的趋向成熟。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域产业成为21世纪的主导产业之一[1]。基因工程研究及应用涉及医学、农业工业等许多领域。基因工程技术的发展带来两个领域的革命性变化，分别是医学和农业这两个领域。

一、基因工程技术在医学领域的研究及应用

1.基因治疗

基因治疗是指通过操作遗产物质来干预疾病的发生、发展和进程，包括替代或纠正人自身基因结构或功能上的错乱，杀灭病变的细胞或增强机体清除病变细胞的能力等，从而达到致病的目的[2]。基因治疗是随着基因重组技术的成熟而发展起来的，现今是生物医学发展的里程碑之一。

1990年美国NIH的French Anderson 博士开始世界第一个基因治疗临床试验，用ADA（腺苷酸脱氨酶）基因治疗以为ADA基因缺陷导致严重免疫缺损的四岁女孩，并获得了初步成功[3]，目前该女孩跟常人一样正常生活，这成功范例促使世界各国都掀起了基因治疗的热潮。2004年1月深圳赛百诺基因技术有限公司将世界上第一个基因治疗产品重组人p53抗癌注射液正式推向市场，这是全球基因治疗产业发展的里程碑。[4]目前利用基因对恶性肿瘤，糖尿病、心脑血管病和艾滋病等疾病进行治疗已取得重大进展。

RNA干扰技术在基因治疗具有很大作用。RNA干扰技术是利用人工方法向宿主中引入沉默诱导因子，达到降解靶基因转录的目的[5]。目前，利用RNA干扰技术针对肿瘤治疗的药物已经产生，临床上的研究也在不断的进行。现在RNA干扰技术很成熟的应用于研究特定基因领域，这项技术在医学、药学等领域有着重要的作用。另外锌指核酸酶技术也已在人类基因治疗中得到应用，锌指核酸酶技术是一种心性的基因高效靶向修饰和调控技术。锌指核酸酶技术在构建各种人类疾病动物模型、 研究人类疾病发病机理和治疗人类遗传疾病方面将体现出极大的应用价值[6]。

2.基因工程制药

近些年来，基因技术的发展为医药工业发展开辟广阔的前景，以DNA重组技术为基础的基因工程技术改造和替代传统医药工业技术已成为重要的发展方向[7]。通过DNA重组生产以前因源材料或制造技术等问题不能生产的药物，如：疫苗、抗体等。

基因工程疫苗 使用DNA重组技术克隆并表达保护性抗原基因，利用表达的病原的保护性抗原制成疫苗。包括：基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗和蛋白质工程疫苗。目前，乙型肝炎病毒、麻疹、狂犬病病毒、霍乱和大肠杆菌等疫苗研究已经有很大的进步[7]。

基因工程抗体 DNA重组技术与抗体基因结构功能的研究相结合，根据人们的意图在基因水平上对抗体分子进行分割、拼接及修饰，或者人工合成导入受体表达产生新型基因工程抗体，应用于诊断和治疗性抗体。基因工程抗体改造有：鼠单克隆抗体的人源化、制备双特异性抗体、制备完全人源性抗体、表达单链抗体和制备抗体融合蛋白[8]。目前构建成功的用于抗肿瘤的有ScFv（CD3）-64、抗上皮，17-1A的ScFv、抗地高辛ScFv（Dig）-ScFv（erbB-2），Fab（HSV-2）-SpA抗体融合蛋白和T细胞激活抗体OKT3相结合，构成双特异性复合抗体可有效降低HSV-2病毒的产。在转基因烟草中表达了乙肝表面抗原，可在小鼠体内引起免疫反应。另外，具有抗凝血、抗血小板功能的基因工程抗体药物在心脑血管疾病的治疗中起着重要的作用[9]。

二、基因工程技术在农业领域的研究及应用

农业和人们的日常生活关系非常的密切，农业的发展促进人类社会的发展。许多科学工作者从事农业方面的研究。

利用基因工程技术，通过对植物基因进行改造，修饰加工，增强了植物对细菌、真菌病的抗性。生物防治虫害是一项重要的工作。在防虫害方面，科学研究已经有的一些成果。研究发现，苏云杆菌中的毒蛋白（结晶蛋白）对害虫有毒害作用，可以利用这些杆菌来控制害虫。可以通过克隆这些蛋白的基因，将这些基因导入植物细胞中，是基因在植物中表达，从而获得抗虫的转基因植物。目前，苏云孢杆菌基因已被转入烟草、番茄、马铃薯、玉米和棉花等多种植物。通过科学家的研究，利用转基因技术已经成功的生产抗冻、抗旱、抗除草剂等植物。

随着人类社会的进步，科技的发展，人类向大自然排放了越来越多的有害和难降解物质。这些物质严重破坏了环境和危害人的健康。利用基因工程技术提高微生物净化环境是现代生物技术用于环境治理的一项关键技术。基因工程给农业发展带来的巨大的经济效益。转基因技术提高作物产量、改善作物品质、增强抗逆性、抗病性的能力。

农田长期的使用过量的农药，已经严重的破坏了生态环境的平衡，破坏了土壤水质，农药残留有毒物质于植物中，给人类带来潜在的危害。消除农药化肥的危害，保护环境是当今重要及迫切解决的问题。

微生物在物质循环中起着很重要的作用。科学家利用基因工程技术对微生物进行改造，构建高效的基因工程菌可以显著提高农药降解效率。目前，已经开发出净化农药（如DDT）、降解水中染料以及环境中有机现已开发出有机氯苯类和氯酚类、 多氯联苯的基因工程菌。Home等人通过研究大肠杆菌重组的DH10B表达产物O pd A和OPH（有机磷水解酶 ）对几种农药的酶解动力学比较，发现O pd A能作用更多底物的类似物，降解范围更广[10]。利用基因工程技术制作微生物农药，减少化学农药的使用，减少环境的污染。

三、基因工程技术给人类带来的影响

基因工程是一把“双刃剑”，给人类带来利益的同时，我们也不能忽视它潜在的危害。基因工程技术的发展，给科学家研究带来新的方向，新的研究水平。从细胞、分子水平到基因水平。人类对生命的研究更加的详细，了解更加的深入。

基因工程技术的发展对医学和农业两个领域带来很大的影响。基因工程技术促进了医学科学研究的发展。基因工程技术给科学对肿瘤、病毒、等难解决的人类疾病的研究带来新的手段与方法，同时在人类疾病的研究，诊断、治疗等方面有革命性推动作用。一、解决了常规方法不能生产或生产成本昂贵药品的生产技术问题，开发了一大批特效药物，如胰岛素、干扰素等等，这些药品可以分别用以防治诸如肿瘤、心脑肺血管、遗传性等严重威胁人类健康的疑难病症，而且在避免毒副作用方面明显优于传统药品；二、是研制出了一些灵敏度高、性能专一、实用性强的临床诊断新设备，如体外诊断试剂、免疫诊断试剂盒等，并找到了某些疑难病症的发病原理和医治的崭新方法；农业领域里利用生物工程技术，科学家研制了许多抗病虫害、抗逆性等优良性状的生物，提高作物的产量，解决的世界人口粮食短缺的问题。

基因工程技术给人类带来利益的同时，也给人类带来的一定的隐患。转基因食品安全性的问题是人们一直非常关注个问题。转基因食品目前虽然没有发现对人类有什么危害，但是原有基因进行部分修饰后，也有可能存在着隐患，转基因食品如果有过敏性，则转基因食品就会有安全性问题。利用基因工程改造生物有可能打乱自然界的生态环境的平衡，破坏生态环境。转基因技术还有可能会导致基因污染，有可能危害原植物的遗传。基因工程技术同时带来伦理道德的影响，克隆技术如果应用到人身，打破以往生育模式，则存在人类伦理道德的问题。

四、结语

转基因技术生产的食品是否对人来带来影响，这需要实验和时间来验证。我们要以一个平衡心来对待转基因食品。在发展转基因技术的同时不能忽视其技术可能给人类带来的危害。我们要利用好转基因技术。基因工程技术给人类带来的很大的革命性作用，但是我们要理性的的看待，并不断的探索，寻找新的技术，方法，给人类带来更大的进步，促进社会的发展。

[参考文献]

[1]王娇.基因工程技术的现状和前景发展.河南化工 2010-04.

[2]邓鸿新，田聆，魏于全.基因治疗的发展现状、问题和展望.生命科学.（2005）03-0196-04.

[3]W F Anderson，R M Blaese ，K Culver，et al.The ADA human gene therapy clinical protocol：points to consider response with clinical protocol.Human Gene Therapy ， 1990，1：331-362.

[4]S Pearson，H Jia，K Kandachi.China approves first gene therapy.Nature Biotechnology，2004，22（1）：3-4.

[5]董丽，郭惠珊.RNA沉默―植物基因组免疫的安全防线.生物工程学报.2012，28（5）：521-530.

[6]李战伟，王令，任刚，王昕，张智英.锌指核酸酶技术在基因治疗中的应用研究进展.西北农业科技大学学报.2011-06 0055-06.

[7]瞿礼嘉，顾红雅，等.现代生物技术导论[M] 北京，高等教育出版社，1998.

[8]张雪洪，张惟杰，基因工程抗体融合蛋白的构建，生物工程进展，2001-04.

[9]张莹，何金生，洪涛，重组抗体药物研究进展及应用，中国生物工程杂志，2009，29（8）：102-106

[10]卢大鹏，基因工程技术在农业环境保护中的应用，现代农业科学，（2009）05-0186-02

基因工程技术范文第3篇

【关键词】 植物基因工程 农业 应用

当前，生物技术发展越来越快。自从1983年获得转基因植物以来，有关植物基因工程的研究便迅速发展起来。农业作为经济发展的基础型产业，一直以来备受重视。而植物基因工程在农业发展上的应用，使农业生产方式、生产效益发生了深刻改变，给农业发展带来了广阔前景，对解决人类面临的资源匮乏、环境恶化等问题具有重要作用。

1 植物基因工程技术在农业上的应用

1.1 抗病

长期以来，病毒是农作物生长的巨大天敌。传统的植物病害的防治措施是采用合理栽培和抗病育种的方式。使用有性杂交的方式来培育抗病品种有很多局限性，而且抗病品种的育种时间长、抗性容易衰退。而植物基因工程具有定向性和快速性的特点，可有效控制农作物发病的概率。

1986年美国科学家Beachy把烟草花病毒外壳蛋白基因成功导入烟草获得了第一株抗病毒转基因烟草。农田试验发现，转基因植物在接种烟草花病毒后95%的植株都获得了抗病能力，只有5%的植株不同程度的得病，而对照组发病率高达98%。在目前的植物抗病基因工程中，应用最多的是把病毒的外壳蛋白基因导入植物，使黄瓜、西红柿、南瓜等具有抗病能力。我国在植物抗病基因工程中也做了大量研究，成功培育出多种转基因抗病植物。中国农业科学院的转基因抗病毒马铃薯，不仅从根本上解决了病毒种性退化问题，而且具有产量高、易成活的特点。[1]

1.2 抗虫

据统计，全世界每年因虫害造成的农作物损失高达15%左右。植物虫害不仅影响农作物的品质和产量，还制约着农业生产的稳定。传统的植物虫害的防治措施主要是依赖化学制剂。使用化学制剂的方式虽然在一定程度上可以起到防治害虫的作用，但也存在着生产成本高、污染环境、易残留等问题。

而植物基因工程的使用给培育抗虫害的植物提供了新的技术手段。它在培育抗虫害植物方面具有以下优点：培育的抗虫害农作物可以控制农作物任意生长阶段和生长部位的病虫害；基因资源丰富，不仅可以利用植物的抗虫害基因，还可以利用动物、微生物的抗虫害基因；育种周期短，成效快，且成本较低；不会造成环境污染，无毒害，并且抗性基因不易发生改变。现已成功克隆的抗虫基因主要来自于细菌、植物组织、动物体内等，获得的转基因植物已被广泛应用与农田试验。[2]

1.3 抗除草剂

20世纪40年代以来，农作物因杂草危害造成的减产越来越高。采用化学制剂除草一直以来都是农业除草的主要办法。而除草剂的应用在杀除部分对农作物具有严重危害的杂草的同时也在危害着农作物的生长。当前世界上除草剂的作用原理主要有两种：一种是通过破坏杂草光合作用中电子传递链的蛋白来除草，另一种是通过破坏杂草氨基酸的合成途径来除草。因此，基因工程根据除草剂的作用原理，使植物具有抗除草剂的策略有：一种是在农作物内引入酶，使农作物在遇到除草剂后能将其降解或解毒；另一种是修复除草剂作用的靶蛋白，使农作物对除草剂不敏感或在植物吸收后仍能正常代谢。使用植物基因工程不仅可以培育具有抗除草剂作用的农作物，还能减少除草剂的使用，保护环境。目前已获得的抗除草剂的作物有棉花、大豆、水稻等20多种。

1.4 优质高产

农作物的优质高产一直以来都是人们追求的目标。20世纪90年代前人们主要关注农作物的产量，近年来则越来越关注农作物的品质。目前，采用基因转移来改善植物脂肪、种子油或氨基酸的含量及成分等品质特性取得了良好的实验效果。已获得的农作物改良品种有马铃薯、水稻、烟草等40多种。我国在利用植物基因工程改良农作物品质方面也取得了较大进展，如北京农林科学院把美国优质面包小麦品种的谷蛋白基因导入我国小麦获得的改良品种具有高蛋白、高产量、抗病等优良特点。[3]

1.5 抗寒

科学家们将CBF1基因成功导入拟南芥，使其植株内低温调节蛋白得到表达，从而使未经低温驯化的植物具有了较强的抗寒能力。科学家们还发现在极地的鱼体内有一种特殊蛋白可以阻止冰晶的增长，若将此基因从鱼体内分离出来导入植物体内可使植物具有抗寒能力。目前，获得抗旱能力的转基因植物有番茄、黄瓜两种。随着植物基因工程的快速发展，将会有更多的转基因植物获得这种抗寒能力，使其能够在低温气候条件下可照常生存。

2 植物基因工程在农业上的应用前景

随着经济社会的不断发展，植物基因工程技术能力将日趋完善，而由基因工程这种高新技术所带来的农业变革也将越来越深入。其发展前景主要体现在以下几个方面：

（1）相对于动物基因工程，植物基因工程具有非常显著的优势。不仅因为植物细胞具有全能性，更重要的是植物基因工程不会像动物基因工程那样面对伦理、道德等众多社会问题。因此要针对不同的具体情况对植物基因工程采取不同的方法和态度。（2）随着基因组计划在水稻等农作物上的实现，将会加大对多基因性状的控制，从而引发新的农业技术改革。（3）新的基因导入技术的出现，将会培育更多的农作物转基因品种，而培育优质、高产、稳产的农作物作为基因工程的重点也将会得到重大突破。（4）植物基因工程在农业生产变革中的技术目标明确，很少受到环境因素的影响，并且效益可观、便于推广，因此将会有更多有潜力的公司加大对该技术的产业化研究。（5）符合人类需要的转基因食品将会变得更加可操作和明朗，其安全性问题也将会随着基因工程技术的不断拓展而逐渐解决。

3 结语

在培育现代社会所需要的优质高产、抗病、抗寒等优良特性的农作物新品种方面，植物基因工程表现出了巨大的优越性和技术优势，转基因农作物的商业化种植将会日趋广泛。但随着转基因食品的大量出现，人们也在考虑转基因农作物潜在的安全性和其他不利影响。总之，植物基因工程在农业上的应用将会越来越广泛，而其安全性等问题也会随着基因工程技术的发展而得到解决。

参考文献：

[1]汪其怀，李宁.转基因生物技术的研究、应用与管理——中国农业与食品生物技术国际研讨会综述[J].世界农业，2010，06（10）：61-62.

[2]李玲，孙文松.基因工程在农业中的应用[J]. 河北农业科学，2011，13（14）：74-75.

基因工程技术范文第4篇

关键词：基因工程 生物技术 林木培养 林业

林业是国民经济的基础产业，在维护生态平衡、改善生态环境和实现可持续发展战略中有着不可忽视的重要意义。培育林木新品种是林业工作中的主要内容，是林业发展中不容忽视的重点。基因工程作为现代化技术发展中的一项新内容，其发展为林业工作进展开辟了一条经济、合理、高效的途径。基因工程是指把在体外插入病毒、质粒或其他载体分子的核酸分子（目的基因）导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类需要的基因产物。基因工程学诞生于上个世纪七十年代，在近半个世纪的发展中取得了辉煌的成就，并还在迅速的发展之中，成为当今生命科学研究领域和生物技术领域中最具生命力和最引人注目的前沿学科。植物基因工程在目前社会中已经被应用在各个生产领域中，由于其具有巨大的实用性和发展潜力而日益受到人们重视。

1、基因工程的概念和特点

基因工程是由传统生物技术结合现代化科学技术发展而形成的一种现代化生物技术分支学科。传统的生物技术的原始应用可以追索久远，但是现代的生物技术主要是指在近三四十年的实践中产生的微生物学、遗传学、生物化学等，这些学科在计算机技术、信息技术的指引下逐步形成了现代化高新技术，以基因工程为主的现代化高新生物技术最受人们关注。在林业工程中采用基因工程对林木新品种进行培育和爱良，是林业工业生产中减少环境污染，提高林业效率的主要手段，基因工程在林业技术加工和能源转换等方面都具有着重要的意义，同时也拥有广阔的发展前景。

2、转基因的方法

2.1以生物载体如农杆菌和反转录病毒等为介导的基因转移据统计，迄今获得的60多种植物的基因植株，80%以上为农杆菌介导的转化。

2.2 以非生物载体如脂质体为载体的转移脂质体是由磷脂组成的膜状结构，将DNA分子包装在脂质体内可以避免外部DNA降解酶的降解作用，同时还有提高DNA局部浓度的效果。

3、植物转化细胞的筛选和转基因植物细胞的组织培养

植物细胞经过目的基因转移处理后，只有少数细胞被转化，需将转化细胞与未转化细胞区分开来，并淘汰未转化的细胞，然后利用植物细胞的全能性在适当的环境条件下使转化细胞发育为转基因植株。目前，转化细胞与未转化细胞的区分及未转化细胞的淘汰常采用抗生素抗性基因和抗除草剂基因，即筛选标记基因和筛选试剂。为了实现有效的转化，必须依据转化材料和转移方法选择合适的抗性基因和筛选试剂。目前目的基因载体转移的实施方法是叶盘法，是将植物的叶片或其他的一些组织切割成段、或切成0.8～2.0 cm2的圆盘或方片，切割处即造成损伤口，将他们浸入土壤农杆菌培养液内几分钟，然后将组织表面多余的菌液吸去，把这些侵染过的组织放在合适的固体培养基的表面上培养，经过一段时间的培养后，在这些组织的伤口附近会出现许多愈伤组织。再经过诱导的方法，在愈伤组织中会分化出芽点，并长出有根有茎的植株，最后将它们移植到土壤中去，此即为转基因植株。这种方法已在多种双子叶植物中使用。

4、目的基因的表达和鉴定

大多数转基因植物的外源基因的表达都相当低，现在认为这是由于外源基因插入的位点效应引起的；另外，外源基因的表达会受到植物体自身的同源基因或先前转入的外源基因中的同源序列的影响而常表现为外源基因失活。目的基因在其转化后获得的转基因植物中能否有效表达，转基因植物能否表现出特定的遗传性状，并稳定地遗传给后代，可借助植株的表型、PCR方法鉴定和筛选转化植株，或取植物细胞或愈伤组织的提取物检测外源基因表达的生成物来鉴定。目前有一类用来显示外源基因导人与否的基因称为报告基因。

5、基因工程在林木培育上已取得的进展及今后的发展方向

5.1抗虫基因工程方面

虫害是林业生产的大敌，采用化学方法防治害虫，不仅增加营林成本，而且严重污染环境，不利于维护生态平衡；而采用生物方法进行防治，则受气象因子影响较大，效果不甚稳定。采用常规育种手段对林木抗虫性进行改良，不仅周期长，而且抗性资源少，限制了林木的抗性育种。运用基因工程技术培育抗性品种则成为最有效的生物防治之一，我国研究人员在此方面做出了不少成绩。

5.2耐盐碱基因工程方面

目前林木抗旱、耐盐碱基因工程研究报道不少，但是这些科研成果在研究的过程中主要是针对植物对于干旱地区和气候反应的研究，而没有针对植物内部存在的问题进行深入的研究，这种复杂多元化的反应系统受到基因工程控制方式和生理机理也并不明确，这就为日后研究工作的开展带来了难题。我国开始了这方面研究的尝试，在植物抗旱、耐盐等方面进行了较多的实验，但是其中的问题还较为明显，不曾得到根本的解决。这是因为植物的抗旱、耐盐机制十分复杂，涉及到一系列形态和代谢过程的变化，转移单个基因往往只能获得部分抗性，要获得可以在干旱地区、海滩种植及可用海水浇灌的林木，需要进行多基因的转化研究；采用先进的转基因技术，以增加外援基因的表达效率；尝试进行转录调控因子基因的转化。

5.3、国际方面

基因工程作为上个世纪人类科技事业最伟大的成就之一，不仅正在推动着世界经济和社会的发展，也对整个国际科技战略发展格局产生了深远的影响。因此许多国家把发展基因工程作为重要国策，以期在国际竞争中长期占据有利地位。

6、结束语

基因工程技术范文第5篇

关键词 基因工程；研究进展；原理；应用

中图分类号 Q78 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）10-0045-02

20世纪70 年代以来，基因工程技术在世界范围内蓬勃兴起，至今已在多个学科领域得到广泛应用。基因工程是一项能够较好地服务于人类社会的工程技术，该技术通过改变生物的遗传组成，增加生物的遗传多样性，由此赋予新型转基因生物的表型特征[1]。目前，以基因重组和克隆技术为代表的生物技术正以日新月异的速度迅猛发展。

1 基因工程原理

基因工程（genetic engineering）以分子遗传学为理论基础、以分子生物学和微生物学的现代方法为手段进行的研究，又称为DNA重组或分子克隆。通过体外重组，基因工程将不同来源的基因导入受体细胞，在体细胞内实现基因的复制、转录、翻译。这种技术是按照人们的意愿将某一生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割，然后与载体DNA分子连接起来，一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中[2-3]。对于受体细胞而言，与载体相连的DNA分子就属于外源物质也称为重组体。重组体导入到受体细胞之后就可以进行正常的复制和表达，从而获得新物种。一般来说，载体的选择对能否成功进入受体细胞并且复制和表达起着很重要的作用，载体进入受体细胞应该以不影响受体细胞正常生长为基本原则。这种技术克服了远缘杂交的不亲和，为改造生物提供了有效的手段。

2 基因工程的应用

2.1 植物基因工程技术在中草药研发中的应用

2.1.1 提高药用植物的有效成分含量。目前，学者在铁皮石斛上应用了基因工程技术，以提高其有效成分的含量。由于人工合成成本很高，若能够通过基因工程技术提高石斛碱的含量，会产生巨大的经济效益。魏小勇等[4]以铁皮石斛种胚原球茎为研究材料，定向诱导后获得稳定的石斛碱突变体，分析突变体的表达效果，并以mRNA为模板反转录产生cDNA，构建铁皮石斛差减cDNA文库，获得差异表达mRNA反义基因。通过构建相应载体转化石斛，来分析转基因石斛中石斛碱的变化，通过筛选反义基因来确定石斛碱功能基因。将类似铁皮石斛的稀缺植物上应用基因工程技术，可为中草药的研发奠定基础[5]。

2.1.2 提高药用植物的抗病性和抗逆性。一般对药用植物都是采用大规模的种植，由此才能满足市场需求。应用植物基因工程技术可解决栽培过程中的病害问题。如种植培养出的抗病毒、抗虫害品种，可增强植物对病害的抵抗能力，不仅能降低植物病害的发生，还能减少由于使用农药而带来的污染[6]。Pilon-Smit et al[7]将SacB基因导入烟草，提高了转基因烟草的耐旱抗寒特性。我国学者也开展了植物基因工程技术的研究和应用，并取得了显著的成果。贺 红等[8]以枳壳实生苗上胚轴为研究材料，为获得转柑桔衰退病病毒外壳蛋白基因的植株，其采用了遗传转化技术。有学者还利用Ti 转化系统获得了多种抗病毒的植物，如抗黄瓜花叶病毒（CMV）的番茄和抗甜菜坏死黄脉病毒（BNYV）的甜菜等[9]。

2.2 基因工程在植物性食品脱敏中的应用

基因工程可以将目的基因导入受体细胞，也可以改变内源基因，只要找到需要删除的基因即可。过敏反应具有反应迅速的特点，过敏原种类也很多。因此，防止发生过敏反应也很困难。基因工程可以直接作用于过敏源头，即改变内源基因使编码的蛋白质失去致敏性。也可以通过基因工程方法处理食品及其原料可降低其致敏性，从而降低过敏病人的不良反应。反义技术可消除植物中内源基因，使致敏基因沉默，从而降低植物性食品致敏性[10]。

2.3 转基因技术在哺乳动物遗传育种领域的应用

随着分子生物技术的发展，人们可以根据意愿改良动物品种，结合基因技术原理的应用，由此实现重要的经济价值。在畜牧业生产上，主要是用于遗传改良，加速动物育种。转基因可以定向培育并保存物种的优良性状，并能加快其积累和保存的步伐。在大量的转基因动物中选出符合人们预想的转基因动物，利用优良动物品种的体细胞作核供体克隆动物，用于大量生产转基因动物。将转基因技术应用于家畜上，在动物体内转入结合特异抗原抗体基因，可生产出具有抗多种疾病性能的动物[1]。转基因技术的科技含量较高，但在实验室内也能实现动物育种。在动物杂种优势利用方面，转基因技术可加速动物育种的进程，增强选育种畜性状的稳定性，降低育种的时限并提高效率[11]。

2.4 基因工程在食品工业中的应用[12-14]

2.4.1 糖类的改良。淀粉是一种多糖，通过对酶的调控可控制其含量水平，ADPP葡萄糖焦磷酸酶、淀粉合成酶和分枝酶是高等植物的淀粉合成酶。将淀粉系土壤大肠杆菌的基因转移到马铃薯上，可增加马铃薯的淀粉含量[12]。这种基因可表达ADP-葡萄糖焦磷酸化酶，使马铃薯淀粉含量增加近20%[15]。目前，利用植物基因工程技术改善食品的风味已取得重大的进展。Monsanto公司开发出转基因马铃薯，新型马铃薯产品的淀粉含量较传统品种平均提高了20%～30%，油炸后的产品具有更好的构质和风味，并且油味和吸油量都较少[16]。

2.4.2 改善发酵食品风味。发酵食品具有工业经济效益，其品质将直接影响效益。但是在该领域不能广泛地应用传统的微生物，否则不能达到定向改造微生物性状的目的。因此，选择的微生物将决定发酵食品风味。随着分子生物学的兴起，在分子水平上可利用DNA 重组、RNA 干扰及基因敲除等基因工程技术来构建所需的基因工程菌株[17]。

例如，在啤酒和酱油的生产工艺中可利用转基因技术改善产品的风味。在酿造酱油的过程中，氨基酸的生成量对整体风味起决定性的作用，参与该反应的羧肽酶和碱性蛋白酶的基因已克隆并成功转化到菌株中，羧肽酶的活力可大幅提高13倍，碱性蛋白酶的活力可提高5倍，从而提高氨基酸的生成量[18]。为满足不同食品的需要，在酱油的酿造工艺中可使用工程菌株，由此降低酱油的色度和口味。啤酒中含有一种叫双乙酰的物质，双乙酰是啤酒酵母细胞产生的α-乙酰乳酸经非酶促的氧化脱羧反应自发产生的，当双乙酰含量超过风味阈值（0.02~0.10 mg/L）时，就会大大降低啤酒的口感，产生馊酸味，进而影响经济效益。为改善啤酒的风味，可采用α-乙酰乳酸脱羧酶去除双乙酰。研究表明，利用转基因技术将编码α-乙酰乳酸脱羧酶的基因克隆到啤酒酵母中进行表达[15]，可以有效降低啤酒中的双乙酰含量。基于基因工程原理，还可将转基因技术应用于制取其他产品[19]。

3 展望

目前，基因工程技术已渗透到人类生产生活的各个领域，其以巨大的生命力发挥重大的影响，一些实验室技术和成果不断地得到应用，也将使地球的生物圈变得更加丰富多彩[20]。如今基因工程技术在给人类带来利益的同时，对于疾病的治疗方面也有了巨大突破。尽管基因工程技术给人类带来了巨大的利益和便利，但同时也应该思考转基因食品的安全性问题，这是对基因工程未来发展的最大挑战[21-22]。

4 参考文献

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基因工程技术范文第6篇

关键词 研究生 园艺植物基因工程 教学改革

中图分类号：G643.0 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.09.019

On Graduates' Gardening Plant Genetic Engineering

Principles and Techniques Teaching and Reform

CHEN Changming

（College of Horticulture， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642）

Abstract Plant Genetic Engineering Principles and Techniques is a plant related graduate of an important basic course， the article reviewed the current postgraduate course in practice teaching reform， analyzes the existing problems. According to the characteristics and horticulture graduate personnel training requirements of plant genetic engineering， it is proposed to improve the quality of teaching practice teaching methods and measures to improve the practical teaching system to improve the ability of students to acquire knowledge and innovation.

Key words graduates; Plant Genetic Engineering; teaching reform

0 引言

基因工程是二十世纪八十年代在分子生物学和分子遗传学的基础上发展起来的一门新兴学科。它的主要研究内容是体外将核酸分子插入质粒或其他载体分子，构成新的遗传物质组合，并将其转化到原先没有这类遗传因子的寄主细胞内，且能持续稳定地表达和遗传。因此，应用基因工程技术，人们可以按照自己的主观愿望，创造出自然界原本不存在的新生物类型。科研人员正是利用这一特征，已在提高农作物产量，改善品质，增强抗逆性和抗病虫害的能力等方面取得令人瞩目的成就。园艺作物主要包含果树、蔬菜、观赏植物三大类经济作物，基因工程在园艺作物品种改良，关键基因的发掘，种质鉴定等方面有着重要的作用，如今很多农业院校园艺系相继开设了研究生的园艺植物基因工程原理与技术课程。

1 研究生基因工程原理与技术课程教学与实践改革现状

为了适应现代生物技术的飞速发展和达到培养高素质科研人才的要求，基因工程原理与技术课程已被设置为包括生物技术、生命科学、生物工程在内的生物相关专业、医学专业及农林专业本科生和研究生的必修课。由于基因工程技术在生物科学研究中的地位举足轻重，在众多综合院校和农业院校都开设了基因工程类课程，对基因工程类课程改革做了许多研究工作。阮小蕾等探讨了本课程在传统的理论和实验教学中存在的不足，结合笔者的教学经验，在教材建设、教学内容的改革与建设、实验配套的硬件与软件建设、实验教学安排等方面进行了探索，总结出了一套行之有效的理论和实验教学方法。姜大刚等对研究生基因工程实验教学改革进行了探讨。提出了以教学大纲为指导开展教学，做好课程规划;构建“和谐课堂”，重视教学效果;教学内容的与时俱进和不断充实完善;重视师资队伍建设，发挥骨干教师的模范作用;科研内容的渗入和应用等观点。马婧等针对园艺专业研究生的特点和人才培养要求，提出了根据课程性质，合理安排课程时间，针对专业特点，选择理论教学内容。并探讨了实验教学实践的方法，提出了采用小班教学，“高带低”的辅助教学模式。

2 园艺研究生植物基因工程原理与技术课程教学与实践存在的问题

园艺植物基因工程原理与技术是针对园艺专业低年级硕士、博士研究生的一门专业选修课程，包括基因工程原理讲授和实验技术操作两个部分。以笔者所在的华南农业大学园艺学院为例，该课程是针对园艺相关专业（包括果树学、蔬菜学、花卉学、园艺产品采后科学、茶学）低年级硕士和博士研究生开设的一门专业选修课程，该专业生源大部分为园艺专业本科毕业生，同时存在一些跨专业考研的与生物不相关专业的学生，他们在本科阶段没有学习过基因工程、分子生物学、植物生物技术等相关知识，相对来说，存在学生基础知识薄弱、专业背景复杂、研究方向多样等因素，这为园艺植物基因工程原理与技术课程在园艺专业研究生中的教学带来了一定的困难。除此之外，开设时间短，课时少，一些学校的实验条件有限等现实情况也成为了该课程开展的制约条件，另外由于很多同学以前没有做过分子生物学方面的实验，对基因工程实验的操作非常生疏，因此也必要对他们进行特别的指导与教学。针对以上问题，该课程应结合专业特色和教师个人科研工作，让研究生掌握一定的基因工程技术，为今后的研究和生产工作奠定基础，本文从课程的理论体系教学和实验设置等方面提出了课程改革的措施。

3 研究生园艺植物基因工程原理与技术课程教学改革措施

3.1 设计合理的园艺专业研究生植物基因工程原理与技术理论教学内容

园艺植物基因工程原理与技术虽然以实验操作为主，但离不开基本原理知识的讲述，传统的基因工程理论知识体系庞大而复杂，在有限的课时里（设计为30个学时），讲授者很难将所有相关知识一并传授给学生。因此挑选合适的讲授内容就显得尤为重要了。园艺专业研究生的研究对象主要为果树、蔬菜和花卉，运用植物基因工程技术的主要目的是对植物某一性状进行改良。所以在课程内容选择上应该以植物基因工程所要解决的主要问题为导向，带着问题和目标选择授课内容。讲授侧重于植物基因工程的相关内容，重点讲解核酸提取，目的基因的克隆，植物表达载体的构建，重组子筛选，农杆菌介导的转基因方法等内容。通过这些内容的教授，学生就可以掌握在植物基因工程研究中所需要的基本理论知识，为将来从事相关的科学研究打下基础。随着现代基因工程技术的快速发展，基因工程的技术更新很快，除了基本的基因工程原理知识，也需要及时获得最新的用于植物基因工程，尤其是适用于园艺类植物基因工程的新方法和新技术，并整合到教学内容中，如最近出现的可用于园艺植物基因沉默的新技术TALEN和CRISPR/Cas系统等，与时俱进地更新教学内容，将新知识、新理论、新方法传授给学生。

3.2 合理安排实验内容

研究生教育应以科研为目标，园艺植物基因工程原理与技术课程的学习就是为研究生将来进行植物基因工程相关的科研活动打基础的，我们的课程教学与设计也要以园艺植物研究为导向，巧妙进行实验设计，合理安排实验内容。植物基因工程相关的实验方法和技术非常多，应选择适合园艺专业研究生的实验内容。选择内容的标准主要有三个方面：第一，实用性原则，现在我们园艺学院科研项目所需的基因工程操作主要有基因克隆、载体构建、表达分析、基因遗传转化等，所以我们着重从这些方面入手，设计实验，让学生对将要从事的基因工程方面的实验有一个整体的认识;第二，创新性原则，基因工程技术发展了这么多年，出现了很多新的技术，然而在我们的实验教学过程中，一直沿用最基本的实验操作模式，因此在现有实验的基础上加上一些近年来新发展的技术可培养研究生科研上与时俱进的思维，如我们可在实验的内容加上生物信息学的内容，或者学生采用电子克隆技术得到的基因序列，设计扩增引物，用PCR的方法扩增，并送往公司测序，然后分析序列，以培养学生独立思考与探索的意识，而且现在用的实验指导书，实验技巧与知识已经陈旧，有必要增加新的基因工程操作技术到本课程的实验指导书中;第三，合理性和可操作性原则，园艺研究生有别于其他生物专业的研究生，他们的生物技术，生物化学以及分子生物学方面相关知识比较薄弱，所以在实验过程中的实验内容及时间安排应循序渐进，合理有序，首先从学生们易于接受的DNA提取、PCR以及凝胶电泳入手，再进一步到载体构建及基因表达，实验操作过程中分组进行，每组4～5人，每一组由一个实验经验丰富的高年级研究生任指导组长。

3.3 理论联系实际，开展科研训练，探索原理讲授与实验技术操作最佳结合方式

园艺植物基因工程原理与技术不但注重理论知识的讲授和掌握，相关实验技术更是本门课程的精髓所在，本门课程的最终产出还是看学生是否能够完成基因工程相应的实验操作，并将实验手段和方法用于生产实践。然而基因工程的基本原理是理解实验技术的基础，是解释实验技术和开发新的实验技术的必要支撑。如何将实验原理的讲授与实验操作的实施有序有效结合是开好该门课程的关键，可从以下四个方面考虑：第一，理论课与实验课时间顺序的安排，例如是先讲理论还是先做实验，是穿行，还是依次完成;第二，理论课与实验操作课的衔接性探索;第三，理论课与实验课讲授内容的分配，如在实验课中，相关实验注意事项及实验技巧需要强调，除此之外还会涉及一些实验原理，因此要探索实验课中应该重点讲授哪方面的实验原理;第四，在实验过程中让学生对实验结果逐步运用相关理论进行分析并制定下一步实验计划，让学生主动地参与到实验的设计与实施中，在实验中将各章节知识相融合，理论与实践相贯通。

4 园艺植物基因工程与技术的课程改革展望

近年来，基因工程与技术发展迅速，短时间内产生了很多基因操作的新技术和方法，这些技术和方法在园艺植物中的应用必将促进园艺产业的快速发展。而在人才培养方法，我们则需要有针对性地培养研究生掌握和应用这些新技术的能力。由于不同学校学科专业的学生来源，学院所能提供的仪器设备，以及园艺作物研究方向的侧重点均有不同，各个学院采取的教学方法也有所不同。对于特定院校的园艺研究生来说，良好的教学与实践方案应根据本学院的学生来源，在他们的现有的知识结构以及将要开展的研究方向的基础上，设计定制化的园艺植物基因工程原理与技术理论教学与实验课程内容，有针对性地培养园艺研究生掌握实用的基因工程基本原理和基本技术，增强学生对课程内容的理解掌握，以提高园艺研究生的培养质量。随着基因工程技术在园艺植物的开发和研究中发挥的作用越来越大，将来会有越来越多农业院校开始开设研究生的园艺植物基因工程原理与技术这一门课，有效的园艺研究生的基因工程教学改革模式可以为其他农业院校的园艺专业提供参考。

参考文献

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基因工程技术范文第7篇

Abstract： Since 1977， American scientists in the world since the first time genetically engineered to produce human growth hormone， genetic engineering continues to bear the fruit of fruitful gratifying. Now， genetic engineering has been widely applied in all aspects of society. However， the science and technology is a double-edged sword. With the rapid development of genetic engineering technology， it is also produced many negative effects， so that people have to produce all kinds of worries and anxieties. Genetic engineering without restriction left unchecked， will occur contrary to the laws of nature and ethical issues， it will bring disaster to human society， resulting in consequences？ Genetic engineering services for the peace and progress of mankind， must step up to the norms， moral constraints， thereby establishing public international law， so that the great discovery and shocking change comes to the change of the legal system.

关键词： 基因工程；伦理

Key words： genetic engineering；ethics

中图分类号：B82；Q78 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）10-0309-02

1 基因工程的伦理挑战

1.1 “人是什么”的问题在基因工程面前受到挑战 伦理学探讨的基本问题之一就是“人是什么”或“我是谁”之类的命题。从起源上讲，人是自然界进化的结果，个体是自然生育的产物、从功能上说，人是具有智慧的、能制造和使用工具的动物。而随着基因工程的发展，“人是自然之子”这一命题开始受到挑战。利用基因工程技术，科学家可以将人的有关基因移植到动物身上，长出人的器官，这就是“转基因器官”，然后再移植到需要该器官的人身上。这样，对于需要移植该类器官的人来说，就有可能变成“人面兽心”或是“人头兽脑”。如果一个人的心被换成猪心或是一个人的脑被换成猪脑，那他还是人吗？利用基因工程技术，人们可以在和卵子阶段就对将来的婴儿进行基因的重组，以打造各方面都比较优秀的婴儿。那么，人类将分裂为两个人种：用技术繁殖的和自然繁殖的。所以，沿着基因技术走下去，人类可能从根本上脱离自然性，到那时，人类将彻底成为用技术手段制造出来的产品。可以设想，如果人完全成为人的技术化产品，会是一种什么样的情况。

1.2 人体健康将受到基因工程技术的挑战 食物是人类赖以生存的重要资源。食物的状况，如数量是否充足、质量是否营养、对人体有无负作用，直接影响到人的生存状况。自从转基因技术应用于植物选种育种以后，人类就获得了一种自主改变生物遗传性状，创造农作物和动物的能力。转基因农作物和食物对于缓解人口给养问题的重要作用是不言而喻的，但我们也不能因此而忽略了它的危害。

大部分转基因作物都包含一些来自非食用性生物，如细菌、病毒和昆虫的基因，人们拿不准它们对人体健康是否真的没有影响。对于转基因动物也是如此。由于科学家无法准确证实转基因农作物、动物、食物，是否会对人体健康造成影响，因此，我们不得不对基因工程对人体健康的影响持谨慎态度。

1.3 人类的不平等问题将受到基因工程技术的挑战

平等问题是人类发展过程中始终关注的重大问题。但是，人类基因组的破解可能使人类陷入极度不平等的混乱状态。如果基因信息公开，雇主是否可以拒绝雇佣有癌症基因的人呢？一个人的“不利”基因泄露之后，可能会使他陷入找不到工作、得不到保险、找不到朋友的困境。例如有的报纸已经开始假设这样的问题：“根据你的基因分析，你可能在40岁时得肺癌，所以你的保险合同将不包括这部分”。而如果一个群体的基因信息泄露之后可能会造成更大的危害，比如有色人种，他们可能被改变基因。而这种先天的差异所造成的后果，对他们来说是极度不平等的。

1.4 人类的进化将受到基因工程技术的挑战 有人认为，我们可以设计出明显优于自然基因的基因。但这是一个错误，任何事物都具有矛盾性，基因也不例外。利用基因技术，科学家可以改善、选择、复制人类的各种基因，但基因组只有遗传的多样性，而没有好坏的差别，每个人都会因为自己的基因而生病，可是即使是致病的基因也是正常的，在一定条件下也可能对机体起到保护作用。我们进行基因的改善和选择，会不会使某些原本有用却不为人尽知的基因被淘汰出人体，给人类健康和生存带来新的疾病或问题，从而影响人类的进化呢？

1.5 整个自然界的生命体将受到基因工程技术的挑战 基因工程技术可以使人类根据自己的愿望将动物、植物、微生物的基因经过重组后引入各种生物，从而造成很多重组的生物携带有自然界不存在的基因。由于目前科学家对基因的表达与控制还是有限的，那么，一旦这些转基因生物回归自然界，整个自然界的生命体都将受到严峻的挑战。例如，基因重组打破了物种间的界限，打乱了自然进化历程，改变了生态系统的结构；被赋予全新性状的转基因生物，由于它们的竞争力增加，是否会使生活力本来就很弱的生物很快地从地球上消失呢；具有新性状的转基因生物如大量回归自然界，它们有可能影响到生态系统中能量的流动和物质循环。

2 基因工程的伦理规范

2.1 尊重生命原则 任何科学技术活动都有其道德底线，也都有其活动限度，问题的差别只在于是受种内容的道德约束。尊重生命的原则应该成为基因工程活动中的道德底线。所谓尊重生命原则就是，一切基因工程技术研究与应用都必须有一颗仁爱慈善的心，必须尊重与维护人的生命尊严与自由权利，必须尊重与维护人的平等的基本自由权利。如果用否定的方式表达，则是，不得有邪恶之心，不得侵犯人的生命尊严与自由权利，不得伤害人的平等的基本自由权利。

2.2 维持、改善或改造生命，使人类健康、自由地生活的原则 健康、自由的生活，是人类追求自由存在的理想之一。正是在这个意义上，基因工程才成为人类的一项必要事业。对人类基因的改造、对致病基因的控制、对其它任何生物的改造，都应该是为了维持、改善或改造生命，使人类健康、自由地生活。如果，基因工程不是为了维持、改善或改造生命，使人类健康、自由地生活，那么，基因工程的进行也将受到全人类的普遍质疑。如果科学技术活动的进行，不是为了增加人类的幸福，那么，科学技术活动也将无法成为善的活动。

2.3 增加整个自然界中所有生命的利益、促进所有生命的进化 所有的生物都是从历史上的生物进化而来的，基因组就记录着各种生物的进化史。转基因技术能改变生物的遗传特性，创造新的生物物种，这就缩短了自然进化的进程，这是一个了不起的进步。但是，能力越大，责任也就越大。人类在进行基因工程研究与应用的过程中，必须考虑整个生命和自然的利益；人类在设计新物种之前，必须充分考虑大自然本身的生物链法则，否则，人类的基因工程可能对生物圈造成破坏，并最终损害人类自身的利益。

21世纪是基因工程技术蓬勃发展的时代，基因工程的兴起是生物革命的必然结果。尽管基因工程的隐患及争论众说纷纭，但其给人类带来的好处是显而易见的。希望人们能够深刻地审视基因工程这一科学技术，使这一科学技术能够真正的为人类造福。

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基因工程技术范文第8篇

关键词：生物技术 基因工程 细胞工程 食品发酵

近些年，现代生物技术快速发展的同时，也取得了很大的成就。它既促进社会经济的发展，又推动着科学的进步，并且改变了人们的生活与思维方式，影响着人类的社会文明发展的进程。现代生物技术的成果不断地被广泛应用于食品、医药、化工、轻工、能源和环保等领域；生物技术是以生命科学为基础，利用生物机体和生物系统创造新的物种，通过与工程原理结合加工生产生物制品的综合性的科学技术；现代生物技术主要包括了基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程等领域；在我国的食品工业中，生物技术工业化的产品占有很大的比重，最近几年里，酒类和一些新型的发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%，现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景，本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。生物技术是本世纪高新技术革命中的核心内容，生物技术也有着巨大的经济效益和潜在的生产力。专家推测，在今后10年中，生物技术会逐步成为当前世界中经济体系的支柱产业之一。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程是采用类似于工程设计的方案，将具有遗传性目的的基因按照人类的特殊需要，在离体的条件下进行剪切、组合拼接，再将这种人工重组的基因通过载体导入到受体细胞中进行无性繁殖，从而使目的基因在细胞受体中高速转录，生成人类需要的产品或者新的生物类型。它是现代生物技术的核心内容。

优良菌株的获取是发酵工业的关键所在，通常的方法是诱变、杂交以及原生质体融合等，现在可以利用基因工程的技术与之相结合，进行生产菌种的改造，达到高产和高质的效果。下面介绍一下基因工程在食品发酵中应用的几个例子。

1 改良面包酵母菌的性能。最早采用基因工程改造的食品微生物，把优良酶基因转入面包酵母茵中产生的面包酵母菌比普通的面包酵母菌具有更高的麦芽糖透性酶以及更高的麦芽糖含量。在面包生产的过程中，能够产生更多的二氧化碳，从而使得面包膨润松软可口。

2 改良酿酒酵母菌的性能。在酿酒工艺中，同样能够使用基因工程的技术。利用基因工程技术可以培育出新的酿酒酵母菌株，它可以使传统的酿酒工艺得到改进，并且产生多样化。通过基因工程技术的使用，把大麦中的淀粉酶基因导入到啤酒酵母中，便可以直接通过淀粉发酵，这样使得声场流程缩短，工序得到简化，改进了啤酒的生产工艺。目前，已成功地选育出分解糊精和分解β-葡聚糖的嗜杀啤酒酵母菌株、啤酒酵母菌株和促使生香物质含量提高的啤酒酵母菌株。

3 改良乳酸茵发酵剂的性能。乳酸菌在代谢的过程中会产生乳酸，同时降低发酵产品的PH值。它的基因表达系统包括受控表达和组成型表达两种，其中的受控表达系统包括Nisin诱导系统、糖诱导系统、噬菌体衍生系统和PH诱导系统。研究发现乳酸菌的基因突变有两种方法：第一种方法涉及可独立复制（同源或异源的）的转座子，第二种方法是通过克隆的基因片段和染色体上同源部位的重组整合获得。基因工程的使用使得乳酸菌发酵剂具备优良的发酵能力，产双乙酰能力、胞外多糖的稳定形成能力、蛋白水解能力，有较强的抗杂菌和抗病原菌的能力。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

出现于二十世纪七十年代末的细胞工程技术是生物工程技术的主要组成之一，是在细胞的水平上对细胞的遗传特性的进行更改，或者是利用大规模细胞培养，从而摄取人类所需要的物质的一种技术，能够满足人类在生产中对某些稀少细胞的需要，从来达到获取新细胞的目的。

细胞培养、融合以及新城代谢物的形成等是主要的细胞工程技术。其中细胞融合是在诱导剂或者催融剂的作用下，让多个异源细胞或原生质体互相接触，使得这些细胞或原生质体发生隔膜融合、胞质融合以及和融合合并，最终形成杂种细胞的技术。它是一种对微生物发酵菌种改良的最佳途径，能够用来改良微生物菌种的特性，使得目的产物的产量能够提高，合成新的所需产物等。将细胞工程与基因工程相结合在一起，使得对遗传物质进一步的修饰提供了多样的可能性。当前，酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间乃至属间，都已成为微生物细胞融合的对象和目标。培育出的新菌种能够应用到更广泛的领域。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶具有高效催化、高度的专一性和高度的受控性的作用，它是活细胞在代谢过程中产生的一种特殊生物催化剂。酶工程也是现代生物技术的一个重要组成部分，酶工程也称作酶反应技术，是在生物反应器内利用生物酶进行催化，使得某些物质能够定向地转化的一种工艺技术。酶工程包括了酶研制和酶生产、酶分子的改造、酶和细胞或者细胞器的固定化技术以及生物传感器等。它在食品发酵生产中主要用于两个方面，一方面是通过酶技术处理完发酵原料之后，有利于发酵过程的进行。另一方面是用酶将菌种的代谢产物进行处理，不断可以缩短发酵的过程，而且可以促使发酵风味的形成。

基因工程技术范文第9篇

关键词:生物技术;基因工程;细胞工程

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三)改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DN断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

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基因工程技术范文第10篇

摘要：近年来，基因工程技术广泛应用于马铃薯抗病、抗菌、抗虫、抗除草剂、品质改良及生物反应器的研究中并取得了一定进展。本文综述了近20年国内外基因工程在马铃薯育种上的应用现状，为马铃薯产业的大力发展提供了理论依据。

关键词：基因工程；马铃薯育种；应用现状

中图分类号：S532.035.3 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2013）06-0130-04

马铃薯（Solanum tuberosum）是世界上广为种植的粮、菜、饲兼用型作物，也是我国干旱和半干旱地区重要的经济作物，可以加工制成各种产品[1]，其栽培面积仅次于小麦、水稻和玉米。全世界每年的总产量将近3×108 t，中国占了其中的18%，居世界第一位[2]。马铃薯以其独特的经济价值受到了国内外的广泛关注，尤其近年来随着生物能源的兴起与开发，马铃薯也被视为一种新型的能源材料，从而掀起了对马铃薯生物学性状及应用的研究热潮[3]。

马铃薯为同源四倍体作物，其遗传分离复杂、后代筛选繁琐，用常规育种方法改良品种难度极大。尽管已培育出许多食用加工的优良品种，但至今许多优良栽培品种仍受到多种病虫害等的严重危害。近些年发展起来的植物基因工程技术，可以将各种来源的基因导入马铃薯，使马铃薯基因工程取得了许多突破，显示出诱人的前景。

1 马铃薯抗病基因工程

11 马铃薯抗病毒病基因工程

病毒病是马铃薯的主要病害之一，也是造成马铃薯退化的主要原因，严重危害着我国马铃薯的生产。随着病毒检测技术的发展，人们发现几乎所有马铃薯品种都受到一种或几种病毒的侵染[4]。目前已报道的侵染马铃薯的病毒有40余种[5]，国内发现的专门寄生于马铃薯的就有9种，即马铃薯X病毒（PVX）、马铃薯Y病毒（PVY）、马铃薯S病毒（PVS）、马铃薯A病毒（PVA）、马铃薯M病毒（PVM）以及马铃薯卷叶病毒（PLRV）[6]。其中马铃薯Y 病毒和马铃薯卷叶病毒是最主要的马铃薯病毒[7]。而且PVY+PVX或PVY+PLRV混合侵染带来的损失远远大于各病毒单独侵染。

马铃薯抗病毒基因工程主要有病毒外壳蛋白（CP）基因的交叉保护作用，RNA和反义RNA介导的抗性，核酶、缺损的复制酶基因介导的抗性以及干扰运动蛋白等[8]。在以上技术中， 利用病毒外壳蛋白基因介导植物产生抗病性是目前马铃薯抗病毒基因工程的热点之一。近十多年来，应用生物工程技术将病毒外壳蛋白（CP） 基因导入马铃薯的研究工作已取得重要进展[9]，有些学者鉴定了表达PVX+PVY双价CP基因转基因马铃薯的抗病性，结果表明转基因马铃薯对PVX+PVY复合感染产生不同程度的抗性[10]。利用反义RNA技术，有些学者用非翻译的序列转化植株也能产生抗性，RNA与反义RNA转化阻碍翻译的进行，导致基因产物减少[11]。马铃薯抗病毒基因工程的成果还有很多，随着对病毒与植物相互作用机理的深入研究，抗病毒基因工程在育种上将会发挥更大的作用。

12 马铃薯抗真菌病基因工程

真菌性病害也是限制马铃薯产量和品质的主要病害之一，马铃薯真菌病害种类繁多，其中最主要的是晚疫病菌（Phytophthora infestans），往往造成马铃薯大幅度减产。近年来通过基因工程技术在马铃薯抗真菌病方面取得一定的进展。在马铃薯抗真菌病基因工程育种中大量使用的主要有植物病程相关蛋白、水解酶——几丁质酶和β-1，3-葡聚糖酶、抗真菌蛋白（肽）、抑制病原菌毒性因子的蛋白等等。付道林等[12]将携带有Ⅰ型烟草β-1，3-葡聚糖酶基因和Ⅰ型菜豆几丁质酶基因的pBLGC质粒导入津引8号马铃薯品种中，获得了抗病转基因品种。Ali等[13]将人工合成的4种阳离子肽基因导入马铃薯并对马铃薯病原真菌和细菌的抗菌活性进行了测试，所获得的转基因植株对相应病原菌的抗性都得到一定程度的增强。

13 马铃薯抗细菌病基因工程

近年来植物抗细菌病基因工程研究取得的进展，主要表现在阻断病原细菌的致病途径，强化植物抗病反应及其信号转导途径，植物防御基因的表达，利用非植物源抗菌蛋白和利用细胞凋亡反应控制病害的发生等方面。Dong等[14]将克隆于芽孢杆菌的N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）水解酶基因aiiA转入烟草和马铃薯，转基因烟草和马铃薯对软腐病菌（Erwinia carotovora）的抗性显著提高。贾士荣等[15]将人工合成的Cecropin B及Shiva A基因转入我国7个马铃薯主栽品种中，经温室和田间接种试验鉴定，部分转基因材料对青枯病的抗性比对照提高1～3级。

2 马铃薯抗虫基因工程

在马铃薯的整个生育期，常常遭受各种害虫的侵袭，如蚜虫、马铃薯块茎夜蛾、蛴螬等，直接危害地上与地下部分，造成产量和品质下降，甚至导致死亡。迄今为止，各国研究人员已经利用基因工程技术分离得到了不同来源的抗虫基因，其中用于提高植物抗虫性的主要有两类：一类是从细菌中分离出来的抗虫基因，如苏云金芽孢杆菌毒蛋白基因（Bt基因）；另一类是从植物中分离出来的抗虫基因，如蛋白酶抑制剂基因（PI基因）、淀粉酶抑制剂基因、外源凝集素基因等。其中，Bt基因和PI基因在农业上应用最广[16]。Arpaia等[17]的研究结果表明，雌性科罗拉多甲虫取食了含有cry3B的转基因马铃薯后，生殖能力受到了严重损害，不能产生后代。Marchetti等[18]从大豆中分离得到了几种蛋白酶抑制剂基因（KTi3、C-Ⅱand PⅠ-Ⅳ），并将其导入马铃薯中，经检测在表达足够数量抑制剂的情况下，幼虫重量的增加降低50%。

3 马铃薯抗除草剂基因工程

通过化学方法控制杂草已成为现代化农业生产中不可缺少的一部分，但除草剂在杀死杂草的同时不仅污染环境，有的还会对农作物的生长产生伤害。而通过基因工程技术将耐除草剂基因导入作物，增加了对除草剂的选择性和安全性[19]。耐除草剂基因工程主要从两个方面解决问题，一是修饰除草剂作用的靶蛋白，使其对除草剂不敏感，或使其过量表达让植物吸收除草剂以后仍能进行正常代谢；二是引入酶或酶系统，在除草剂发生作用前降解或解毒。如比利时植物遗传部门的研究人员把编码乙酰CoA转移酶的Bar基因导入马铃薯，获得耐除草剂的转基因植株。

4 马铃薯抗逆基因工程

干旱、高温、低温、盐胁迫等逆境条件影响马铃薯生长，严重时甚至导致死亡。随着分子生物学的发展，研究者从基因组成、表达调控及信号传导等方面进行深入研究，明确植物对逆境胁迫的耐（抗）性机理，将相关基因导入马铃薯以改良胁迫抗性。例如，Goddijn等[20]成功地将大肠杆菌海藻糖合成酶基因复合体otsAB基因导入马铃薯，明显提高了转基因植株的抗旱性。赵映琴[21]将AtNHX1基因转入马铃薯株系中，在相同盐浓度胁迫下，转基因马铃薯的株高明显高于对照，尤其是在高盐条件下胁迫90 d时，大部分转基因株系的株高均显著高于对照。

5 马铃薯加工品质改善基因工程

51 马铃薯淀粉品质改良基因工程

在淀粉的生物合成过程中，影响淀粉品质的关键酶是淀粉合成酶（SS）、淀粉分支酶（SBE）和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase），它们共同作用影响淀粉颗粒的结构和特性。利用基因工程手段改变这些酶在植物中的表达，从而获得具有独特性质、新型的马铃薯淀粉用于食品加工或其它工业生产之中。宋波涛等[22]通过根癌农杆菌介导法将CaMV35S驱动的正/反义sAGP基因导入马铃薯后，转正义sAGP基因的淀粉含量增加5%～6%，而转反义sAGP基因淀粉含量下降达27%。在马铃薯中，AGPase水平降低时，直链淀粉含量显著降低，而支链淀粉含量升高[23]。

52 马铃薯块茎抗褐变基因工程

多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）是产生褐变现象的主要原因。许多研究者运用反义RNA技术特异抑制PPO的表达，从而达到抑制马铃薯褐化的目的。如Bachem等[24]将反义多酚氧化酶基因导入马铃薯，能够有效增强块茎的抗褐变能力。

53 马铃薯块茎抗低温糖化基因工程

据资料介绍，块茎在低温贮藏条件下的低温糖化给马铃薯加工产业带来的损失高达数千万美元。于是，人们借助基因工程技术来解决这一难题。张金文[25]克隆了马铃薯栽培品种“甘农薯1号”的酸性转化酶基因，构建了反义植物表达载体，获得了转基因植株。除了运用反义RNA技术外，还可通过表达自身或外源的酸性转化酶抑制因子来改善马铃薯低温糖化。如超量表达烟草酸性转化酶抑制子的马铃薯在4℃低温贮藏后块茎中的还原糖含量与液泡酸性转化酶的活性都显著降低，两者呈正相关[26]。张琼[27]用低温诱导块茎特异表达融合启动子pCL与pCLMlb的反义转基因株系，结果酸性转化酶的活性显著降低，进而引起还原糖含量不同程度的下降。

6 马铃薯生物反应器基因工程

马铃薯作为生物反应器的基因工程主要有：利用马铃薯生产疫苗、植物抗体、蛋白质多肽药物、糖类物质、工业可降解塑料的原料及可降解生物塑料等。Zhang等[28]利用农杆菌介导将人免疫缺陷Ⅰ型病毒 HIV-1p24蛋白插入马铃薯基因组，叶片中的表达量为35 mg/g。李晋涛等[29]报道，将人源轮状病毒（RV）转入马铃薯，并用小鼠口服该转基因植株进行免疫应答研究，结果显示，人源轮状病毒转基因植物疫苗联合黏膜佐剂免疫动物可诱导特异的系统与黏膜免疫应答，且黏膜免疫强度略高于系统免疫。谢安勇等[30]利用聚合酶链式反应（PCR）技术，从真养产碱杆菌H16染色体DNA中扩增并克隆了调控PHB生物合成的phbB和phbC基因；雍伟东等[31]将多聚β-羟基丁酸酯（PHB）合成过程中所需的2种酶phbB和phbC的编码基因转入到马铃薯体内，并采用特定的启动子使这些基因的编码蛋白最后定位在细胞的叶绿体中，结果表明，转基因马铃薯叶片中PHB干物质的含量可以达到0025～1800 g/kg，并且这些外源基因的表达并不影响马铃薯的生长和育性。

7 前景展望

马铃薯基因工程育种在短短十几年中已取得了丰硕成果，其在抗虫、抗病、抗逆等方面具有传统育种和生产无法比拟的优越性，提高了对病虫的抵抗和防御能力，增强了对干旱高盐的适应性，并能减少化学农药的使用量及保护生态环境，为培育马铃薯优良品系开辟了一条崭新的道路。同时，作为生物反应器，生产人们所需要的大量疫苗和药物，可供人类和家畜直接使用，便捷可靠。但是，目前马铃薯基因工程还受许多因素的制约，如转基因效率低和转基因生物安全性等问题。为了更好地发展和应用这项技术，在今后的研究中应着重解决以下问题：首先继续发现新型、高效基因，并研究其机制；其次应加强研究目的基因在转基因植株后代中的遗传、表达稳定性；且深入研究基因抗性的机制并制定确实有效的反抗性措施。尽管还存在许多有待进一步解决的问题，但应该看到，马铃薯基因工程的发展速度是非常快的，其应用前景十分广阔。参 考 文 献：

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