基因工程在农作物中的应用现状.doc

基因工程在农作物中的应用现状以及争议彭林杰（南山学院 2013级南山班 学号：2013111029）摘要：基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于20世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学，到现在基因工程已发展了40多年的时间。基因工程已在不知不觉中走进了我们的日常生活，特别是我们的饭桌上转基因食物大放异彩，在某种程度上这到底印证了基因工程在农作物培育中具备其独特的优势，但赞同与争议并存，有人欢喜有人忧，到底转基因作物不是天然存在于自然界的，它对于人体与环境的好与坏并不明确。关键词：基因工程 农业作物培育 争议 Application status of genetic engineering in crop and disputeAbstract: Genetic engineering is a new biological technology in the comprehensive development of molecular biology and molecular genetics basis in twentieth Century 70s birth, to the present gene engineering has developed over 40 years of time. Gene engineering has entered our daily life imperceptibly.Especially our table of genetically modified food shine. To some extent this really confirms the genetic engineering has its unique advantages in crop production .But agree with controversy, some people happy about, whether genetically modified crops are not natural exists in the nature, it is for the human body and the environment is good or bad is not clearKed words: genetic engineering Agricultural crops dispute1基因工程的应用现状基因工程顾名思义就是在基因水平上的改变物种的原有的基因序列，通过导入新的基因片段或者使物种中的某些基因沉默不表达，以使物种获得新的表现性状或使物种的某些有害和不利的性状不表达。转基因技术的方法主要有病毒介导法，化学物质诱导法，电激穿孔法，脂质体法，显微注射法，基因枪法，花粉管通道法。通过把来自不同生物的基因同有自主复制能力的载体DNA在体外人工连接，构成新的重组的DNA，然后送到受体生物中去表达，从而产生遗传物质的转移和重新组合。利用基因工程技术的转基因手段，可以将新品种培育的时间大大缩短。传统的育种方法，需要七、八年时间才能培育一个新的品种和一种全新的农作物品种，而转基因技术可以将时间缩短一半以上。以目前基因育种的出发目的为线索，主要概述一下目前基因工程在作物育种中的应用。1.1抗病毒如植物的病毒病引起的草毒品种退化问题、马铃薯的退化、小麦黄矮病等，能够用基因 工程来解决，病毒有自己的遗传物质，病毒进入植物细胞后迅速滋生，数量达到10 5 时，植物细胞就死掉，此后病毒再向邻近植物细胞扩散。生物工程在植物中做的就是把病毒的遗传编码重组到植物体内，植物便具备了病毒的遗传物质。这时如果再用病毒感染这株植物时，病毒就会以为自己的伙伴已在植物里面，便不再对植物进行感染。依据病毒的这种特点，有的菜农就往西红棉上喷施一些弱病毒，以少量的丧失换取大的收获。11.2抗逆植物的抗逆性是指植物具有的抵抗不利环境的某些性状；如抗寒，抗旱，抗盐，抗病虫害等。 自然界一种植物出现的优良抗逆性状，在自然界条件下很难转移到其他种类的植物体内，主要是因为不同种植物间存在着生殖隔离。目前，植物的抗逆性主要集中于抗旱，抗寒，耐盐碱方面。1.2.1抗寒性植物抗旱性的各相关功能基因的研究进展及其在抗旱基因工程上的应用现状.干旱是影响植物正常生长发育的一个最重要的逆境因子.人们对植物的抗旱性进行了多层次研究,并从各种生物中鉴别和定位了几十种与提高抗旱性相关的基因,为从分子水平上研究植物的抗旱性奠定了基础.近年来,人们发现了更多的抗旱基因,对已知抗旱基因也有了更深入的研究,并成功转化了多种不同类型的植物,提高了其抗旱能力.2 1.2.2抗寒性 冷敏感植物在遭受低温胁迫时，细胞内环境脱水、结晶，从而造成细胞物理性损害或死亡。低温是影响植物生长发育及地域分布的主要生态因子,提高冷敏感植物的抗寒性具有重要的理论和现实意义.现在对于转基因提高作物的耐寒性的方法各异，效果也不尽相同。用得较多的是抗冻蛋白基因。对抗冻蛋白基因的研究表明,将这些基因转入冷敏感植物可以明显提高植物抗寒性.3 抗冻蛋白在水结冰的过程中起抑制作用，保持水溶液的稳定性，从而使生物适应低温环境41.3改良农产品品质改良农产品的品质是目前转基因作物应用最广的方面，研究人员期望通过改变农产品的品质来获得我们所需要的优质食物食物，达到优化人们均衡膳食的需求。转基因作物具有一系列的优势：提高粮食产量，解决粮食短缺问题，转基因农作物能高效利用土地，增加其产量和质量；提高粮食品质，增加粮食营养，转基因技术可通过基因改造增加食品的种类和内部营养成分百分比；保护环境，保障农业的可持续发展，以增加农作的安全性。5因此，通过转基因来改变农产品品质越来越受到食品科技工作者的亲睐。1.3.1改良大豆蛋白质结构在大豆蛋白中，有90左右为球蛋白，因此通过转基因技术农杆菌导入法将能够合成右蛋白基因导入到受体细胞中，能有效提高大豆蛋白总含量。通过转基因技术还可以大豆缺乏氨基酸的表达基因导入到大豆受体中去，以改善大豆蛋白质中氨基酸不均衡的现象及降低大豆过敏的几率6-71.3.2提高小麦直链淀粉的含量小麦籽粒中大约23的成分由淀粉组成，又可分为两类：线形的直链淀粉和高度分支的支链淀粉。在普通小麦淀粉中，直链淀粉的含量一般在25左右。直链淀粉特有的分子结构导致了其特有的理化性，质、加工性能和应有价值。可从淀粉长链的非还原末端切下一寡糖片段(67个葡萄糖残基)，再将该片段转移到淀粉连中1个葡萄糖残基上，以寡糖游离的Cl与葡萄糖残基的C6羟基结合8，生成oL-1，6糖苷键(分枝点形成)，形成分枝，该分枝可在淀粉酶的作用下延伸。进而提高直链淀粉的含量。2关于转基因作物的争吵从未停止虽然转基因作物表现出了相当优良的生物特性及商业价值，但是从转基因作物诞生之日起，有关转基因作物的争论就从来没有停止过。特别是随着转基因作物的种植面积的不断扩大，国际贸易量的不断增加，以及近几年发生在欧洲的食物灾难，使得人们对于转基因产品更显敏感，争论和分歧也日渐扩大。究其争论焦点，主要有以下几个：2.1转基因作物对生态环境的潜在影响关于转基因植物与环境生态平衡的相关性的问题，我们一直没有很明显的证据来保证转基因植物不会改变原有的生态平衡，反而是出现不少转基因植物对于原有生态环境造成破坏的反面案例，所以转基因作物对人类的利与弊的权衡关系任然不明确，不少专家学者对转基因植物种植范围逐年增加表示担忧。问题主要出现在以下方面： (1)外源基因插入到受体植株前，没有对受体植株的生物学特性有深入的了解，如：杂草特 性、传粉机制、代谢途径等。 (2)对外源基因(包括目的基因和标记基因) 在新的遗传背景下将会出现怎样的相互作用进行缺乏深入的科学研究，外源基因是否能在受体植株中安全表达任然是未知数。 (3)对植物抗性机理的研究，没有经过合理的试验设计和严密科学的试验程序，为风险评估积累足够多的数据。 (4)转基因植物释放前，缺少对其生境进行全面的科学调查，包括原有群落的植物种类组成以及它们的生物学特性，缺少评估转基因植物对环境的影响提供本底资料。(5)对商业化大面积释放转基因植物的生态风险没有长期而又全面的监测研究，不能建立对转基因植物的科学信任机。922转基因食物对人体健康的影响据统计， 到2O00年仅在欧洲，转基因产品的市场就达到2780 亿美元之巨，其中70来自于农业和食品业。在经济效益面前，转基因作物被大量种植，但大家似乎都忘了转基因食品的安全性到底如何。事实上，由遗传工程技术所改良的植物可能给人体健康造成的直接危害是很小的。但是，由于转基因作物可能最终要加工成为食品，这些食品就有可能给人的健康带来危害。转基因植物对人体健康的危害主要可以归纳成为转基因植物生产的食品可能引起过敏反应以及生活在人体中的细菌可能从转基因植物的标记基因获得抗药性性状等。103结语毫无疑问， 目前转基因植物的商业化种植， 日益恶化的生态环境与急剧增加的人口数量与有的粮食之间的矛盾得到了有效的缓解。由于现代学技术的局限性，还不能准确地预测转基因植物带来的生态风险，大多数试验结果都是在实验室条件下得出的，这与自然环境下的情况存在明显不同，甚至许多结论都是根据理论原理推理出来的。所以转基因工程应用于作物的还有很长的路要走。参考文献：【1】 张永恩，李潮海，王群 中国农学通报 2004， 20（6）【2】 生物工程在农业生产中的运用 北方园艺2012(13)：596【3】 张振华，卢孟柱，王义强，陈介南 中国农学通报 2011 27（9）342-343【4】 SandveSR,KosmalaA,RudiH,etal.MolecularmechanismsunderlingfrosttoleranceinperennialgrassesadaptedtocoldclimatesJ.PlantSci,2011,180(1):69-77.4【5】 高莉.专利法视阈下转基因农产品安全保障的三重维度J.江苏农业科学，2013,第12期【6】 王继磊,刘迪秋