b植物基因工程下剖析

1、基因工程第六章 植物基因工程 （下）第六章 植物基因工程（下）三、改进转基因的技术三、改进转基因的技术1. 转基因植物中外源基因的沉默转基因植物中外源基因的沉默2. 提高外源基因表达水平的策略提高外源基因表达水平的策略四、农作物基因工程四、农作物基因工程五、生物反应器五、生物反应器六、转基因植物的安全性六、转基因植物的安全性三、改进转基因的技术三、改进转基因的技术在转基因研究中经常碰到一种引起基因失活的现在转基因研究中经常碰到一种引起基因失活的现象称为象称为基因沉默基因沉默（gene silencing）。）。基因沉默可以发生在基因沉默可以发生在染色体染色体DNA、转录转录和和转录后转录后3种

2、不同的层次上：种不同的层次上：1. 发生在染色体发生在染色体DNA水平上的转基因沉默叫水平上的转基因沉默叫位置位置效应效应；2. 发生在发生在RNA转录水平上的转基因沉默叫转录水平上的转基因沉默叫转录失转录失活活；3. 发生在转录后水平的转基因沉默叫发生在转录后水平的转基因沉默叫共抑制共抑制。（一）转基因植物中外源基因的沉默1. 位置效应位置效应位置效应是指基因受寄主染色体基因组上的插入是指基因受寄主染色体基因组上的插入部位及周围核苷酸组成的影响。部位及周围核苷酸组成的影响。如果整合发生在转录活跃的常染色体上，毗邻寄如果整合发生在转录活跃的常染色体上，毗邻寄主基因的调控系列将影响到外源基因的表

3、达；主基因的调控系列将影响到外源基因的表达；如果插入到重复如果插入到重复DNA或异染色体中或旁边，外源或异染色体中或旁边，外源基因可能会失活。基因可能会失活。2. DNA甲基化植物植物DNA 甲基化程度是较高的甲基化程度是较高的，核基因组中几，核基因组中几乎乎20%-30%的胞嘧啶处于甲基化状态。的胞嘧啶处于甲基化状态。外源基因编码区域的甲基化对基因表达的作用不外源基因编码区域的甲基化对基因表达的作用不明显，通常检测不到对转录的影响；明显，通常检测不到对转录的影响；外源基因启动子区域或外源基因启动子区域或5端非编码区域的甲基化端非编码区域的甲基化会引起启动子失活或不能起始转录，在转录水平会引起

4、启动子失活或不能起始转录，在转录水平上诱导了外源基因的沉默。上诱导了外源基因的沉默。3. 重复序列诱发基因沉默通过电击法等将通过电击法等将DNA直接导入植株，外源基因往直接导入植株，外源基因往往以多拷贝串联的方式整合在寄主的基因组内。往以多拷贝串联的方式整合在寄主的基因组内。重复序列诱发的基因沉默（重复序列诱发的基因沉默（repeat induced gene silencing, RIGS）与重复序列间的异位配对和）与重复序列间的异位配对和DNA的甲基化相关。的甲基化相关。一般一个位点插入的外源基因的拷贝数越多，失一般一个位点插入的外源基因的拷贝数越多，失活的程度越高。活的程度越高。3. 重

5、复序列诱发基因沉默解决方案有：解决方案有：1. 对外源基因及启动子进行改造，保证设计的序列与植对外源基因及启动子进行改造，保证设计的序列与植物基因组有很短的同源序列，避免异位配对的发生；物基因组有很短的同源序列，避免异位配对的发生；2. 使用基因枪法及电击法等直接使用基因枪法及电击法等直接DNA导入法容易引起多导入法容易引起多拷贝基因的插入，而使用农杆菌转化法可在一定的程度拷贝基因的插入，而使用农杆菌转化法可在一定的程度上避免多拷贝基因的插入；上避免多拷贝基因的插入；3. 在筛选作为育种材料的转基因植物时，尽量选择单拷在筛选作为育种材料的转基因植物时，尽量选择单拷贝插入的个体，采用贝插入的个体

6、，采用RT-PCR法可以筛选到单拷贝插入的法可以筛选到单拷贝插入的个体。个体。4. 共抑制共抑制共抑制是一种基因间相互作用引起的沉默现象。是一种基因间相互作用引起的沉默现象。当引入一个与植物内源基因有部分同源性的当引入一个与植物内源基因有部分同源性的DNA 时，不但外源基因不能高效表达，反而抑制了内时，不但外源基因不能高效表达，反而抑制了内源基因的表达。源基因的表达。二、提高外源基因表达水平的策略二、提高外源基因表达水平的策略1. 转化方法的影响基因直接转化法容易引起多拷贝转基因在寄主细基因直接转化法容易引起多拷贝转基因在寄主细胞中的整合，导致转基因沉默，而农杆菌介导的胞中的整合，导致转基因沉

7、默，而农杆菌介导的遗传转化法由于产生的拷贝数相对较少，可以在遗传转化法由于产生的拷贝数相对较少，可以在一定的程度上避免这个问题。一定的程度上避免这个问题。2. 使用信号肽植物蛋白质分子的定向运输需要特殊多肽信号的植物蛋白质分子的定向运输需要特殊多肽信号的引导作用。为提高转基因在植物的专门组织中的引导作用。为提高转基因在植物的专门组织中的表达，除使用专门的启动子外，使用特定的信号表达，除使用专门的启动子外，使用特定的信号肽序列是必需的。肽序列是必需的。3. 选择强启动子和诱导型启动子选择合适的植物启动子选择合适的植物启动子是增强外源基因表达的一个有效手是增强外源基因表达的一个有效手段。通常来源于

8、双子叶植物的启动子，在双子叶植物中的段。通常来源于双子叶植物的启动子，在双子叶植物中的表达效率要比在单子叶植物中高得多，反之亦然。表达效率要比在单子叶植物中高得多，反之亦然。有时人们并不需要外源基因在受体植物中的高效表达，而有时人们并不需要外源基因在受体植物中的高效表达，而要求其能够在转基因植物中实现特异的时空表达。这就需要求其能够在转基因植物中实现特异的时空表达。这就需要使用诱导型启动子，其在特定的条件下诱导在某些器官要使用诱导型启动子，其在特定的条件下诱导在某些器官组织中特异性地启动目的基因的表达。组织中特异性地启动目的基因的表达。4. 强终止子在植物转化的研究中，两个常用的终止子是在植物

9、转化的研究中，两个常用的终止子是CaMV 35S启动子和根瘤土壤杆菌启动子和根瘤土壤杆菌T-DNA的胭脂的胭脂氨基酸合成酶基因的氨基酸合成酶基因的nos终止子。终止子。其其PolyA尾巴和其中的茎尾巴和其中的茎-环结构，可有效地抵御环结构，可有效地抵御核酸酶的水解作用，使核酸酶的水解作用，使mRNA 分子保持稳定性。分子保持稳定性。5. 消除甲基化的影响已知用已知用5-氮胞嘧啶处理植株具有很好的抑制甲基氮胞嘧啶处理植株具有很好的抑制甲基化和脱甲基化作用。化和脱甲基化作用。人们还试图在载体上加上去甲基化功能的序列来人们还试图在载体上加上去甲基化功能的序列来防止甲基化。防止甲基化。6. 使用植物偏

10、爱的密码子转基因的密码子和植物基因组转基因的密码子和植物基因组DNA的不同容易引的不同容易引起甲基化和表达效率低。起甲基化和表达效率低。在遗传转化前有必要优化转基因的密码子，尽量在遗传转化前有必要优化转基因的密码子，尽量使用一些植物偏爱的密码子。使用一些植物偏爱的密码子。7. 使用MAR序列基质结合区（基质结合区（matrix attachment region, MAR）也叫核骨架）也叫核骨架结合区（结合区（scaffold attachment region, SAR）长度一般为）长度一般为300-1000bp，它可以与核骨架结合，在两个，它可以与核骨架结合，在两个MAR 间的染色质区间的

11、染色质区域可形成域可形成DNA 环，环的大小为环，环的大小为5-200kb，每一个环为一个独，每一个环为一个独立的表达结构。立的表达结构。利用利用MAR 的这一特性，可创造一个独立的结构域，减少了插的这一特性，可创造一个独立的结构域，减少了插入位点附近染色质的影响，从而可以避免位置效应的影响，入位点附近染色质的影响，从而可以避免位置效应的影响，还可以提高外源基因在转化细胞中的稳定性和表达水平。还可以提高外源基因在转化细胞中的稳定性和表达水平。8. 使用增强子动物免疫球蛋白动物免疫球蛋白K链基因的增强子链基因的增强子可在细胞发育可在细胞发育的特定阶段指导该基因区段的去甲基化，启动基的特定阶段指导

12、该基因区段的去甲基化，启动基因的转录。因的转录。在植物中分离相应的增强子，并和外源基因重组，在植物中分离相应的增强子，并和外源基因重组，可确保转基因按合适的调控模式表达。可确保转基因按合适的调控模式表达。9. 外源基因的修饰和改造（1）避免基因间的同源性；）避免基因间的同源性；（2）避免重复序列的出现；）避免重复序列的出现；（3）在载体上加增强翻译序列和核糖体结合位点。）在载体上加增强翻译序列和核糖体结合位点。（1）避免基因间的同源性重复或同源序列是基因沉默的诱因，在构建表达载体时，重复或同源序列是基因沉默的诱因，在构建表达载体时，应尽量降低所设计的序列与内源基因的同源性，以减少或应尽量降低所

13、设计的序列与内源基因的同源性，以减少或避免配对避免配对。应尽量使外源应尽量使外源DNA碱基组成与植物碱基组成与植物DNA碱基组成一致，碱基组成一致，避免被植物限制修饰机制所识别。避免被植物限制修饰机制所识别。也可采用定点插入方法，将外源基因插入到具有与其相似也可采用定点插入方法，将外源基因插入到具有与其相似碱基组成的染色体区域。碱基组成的染色体区域。（2）避免重复序列的出现在筛选作为育种材料的转基因植物时，应尽量选在筛选作为育种材料的转基因植物时，应尽量选择单拷贝插入的个体，来减少重复序列的存在。择单拷贝插入的个体，来减少重复序列的存在。（3）在载体上加增强翻译序列和核糖体结合位点基因基因5端

14、和端和3端非翻译序列及密码子周边序列都端非翻译序列及密码子周边序列都影响到基因的高效表达。影响到基因的高效表达。起始密码子周边序列对翻译水平有明显影响，起始密码子周边序列对翻译水平有明显影响，通通常 植 物 起 始 密 码 子 周 边 序 列 有 如 下 特 征 ：常 植 物 起 始 密 码 子 周 边 序 列 有 如 下 特 征 ：AACAAUGGC，起始甲硫氨酸后紧跟丙氨酸，起始甲硫氨酸后紧跟丙氨酸。10. 以叶绿体作为转化受体叶绿体的基因转录和翻译机制类似于原核生物，在叶绿体的基因转录和翻译机制类似于原核生物，在叶绿体内的转化有如下优点：叶绿体内的转化有如下优点：A. 可能大量表达外源基

15、因；可能大量表达外源基因；B. 叶绿体结构简单，背景清楚，便于体外遗传操作；叶绿体结构简单，背景清楚，便于体外遗传操作；C. 能更有效的控制外源基因，防止向环境释放。能更有效的控制外源基因，防止向环境释放。11. 使用一些病毒编码蛋白最近研究证明一些病毒能编码某种抑制寄主基因最近研究证明一些病毒能编码某种抑制寄主基因沉默的蛋白质。克隆这些蛋白的基因，改造后与沉默的蛋白质。克隆这些蛋白的基因，改造后与目的基因相连，转入植物时同时表达，可在一定目的基因相连，转入植物时同时表达，可在一定程度上抑制基因沉默的出现。程度上抑制基因沉默的出现。12. 在有性生殖后代中筛选单拷贝植株可在分子水平和育种过程中

16、筛选单拷贝的转基因可在分子水平和育种过程中筛选单拷贝的转基因植株，通过植株，通过PCR技术、技术、Southern杂交等方法进行杂交等方法进行筛选。筛选。四、农作物基因工程四、农作物基因工程（一）利用转基因植物来生产蛋白药物哺乳类动物细胞产生蛋白药物极其昂贵，而植物生长成本较哺乳类动物细胞产生蛋白药物极其昂贵，而植物生长成本较低可换得大量蛋白质药物。在实验室里进行的有：如人的脑低可换得大量蛋白质药物。在实验室里进行的有：如人的脑腓肽、人血清蛋白、及小鼠的单克隆抗体等。腓肽、人血清蛋白、及小鼠的单克隆抗体等。例如将小鼠的抗体轻链和重链基因分别在两种烟草植物中表例如将小鼠的抗体轻链和重链基因分别在

17、两种烟草植物中表达，转基因植物由根瘤农杆菌介导的基因转化方法构建。然达，转基因植物由根瘤农杆菌介导的基因转化方法构建。然后两种植物品系杂交，产生的子代植物表达小鼠的重链轻链后两种植物品系杂交，产生的子代植物表达小鼠的重链轻链两种蛋白。从烟草的叶子里可检测到完整的抗体分子，含量两种蛋白。从烟草的叶子里可检测到完整的抗体分子，含量为叶细胞蛋白总量的为叶细胞蛋白总量的1.5%。 （二）抗虫转基因作物天然的微生物杀虫剂如苏云金芽孢杆菌（天然的微生物杀虫剂如苏云金芽孢杆菌（Bacillus thurigiensis, Bt），该细菌能产生晶体毒蛋白，对许多昆虫），该细菌能产生晶体毒蛋白，对许多昆虫的幼虫

18、有毒性，但对成虫和脊髓动物无作用。的幼虫有毒性，但对成虫和脊髓动物无作用。BtBt合成的只是无活性的毒素原蛋白。幼虫接触毒素原蛋白后，合成的只是无活性的毒素原蛋白。幼虫接触毒素原蛋白后，其消化道中的蛋白酶便将毒素原蛋白水解成毒性片段，并与其消化道中的蛋白酶便将毒素原蛋白水解成毒性片段，并与幼虫中肠细胞表面的受体结合，从而干扰细胞的正常功能。幼虫中肠细胞表面的受体结合，从而干扰细胞的正常功能。最近含修饰的最近含修饰的Bt毒蛋白的转基因棉花已问世。毒蛋白的转基因棉花已问世。 （三）抗病毒作物 转基因植物利用一些转基因植物利用一些病毒包衣蛋白基因病毒包衣蛋白基因构建了构建了抗病毒优良品种，如：烟草花

19、叶病毒基因组编码四抗病毒优良品种，如：烟草花叶病毒基因组编码四种多肽：两个复制酶亚基、一个包衣蛋白、一个与种多肽：两个复制酶亚基、一个包衣蛋白、一个与细胞结合有关的蛋白。细胞结合有关的蛋白。 由根瘤农杆菌介导的基因转化构建了表达。由根瘤农杆菌介导的基因转化构建了表达。TMV包衣蛋白包衣蛋白CP的转烟草植物，该转基因植物在的转烟草植物，该转基因植物在TMV存在时，能抗病毒感染存在时，能抗病毒感染30天左右，正常植物天左右，正常植物34天之后使被天之后使被TMV感染。感染。 最近的实验结果表明，最近的实验结果表明，CP表达抵御病毒侵袭表达抵御病毒侵袭也在其它谷物中成功，如马铃薯、番茄、苜蓿等。也在

20、其它谷物中成功，如马铃薯、番茄、苜蓿等。 （四）抗除草剂转基因作物 杂草的存在可使农作物减产杂草的存在可使农作物减产10%。（1）强化表达除草剂的靶蛋白（酶）基因：）强化表达除草剂的靶蛋白（酶）基因： 5-烯醇式丙酮莽草酸烯醇式丙酮莽草酸3磷酸盐合成酶磷酸盐合成酶（EPSPS），是植物叶绿体中芳香族必需氨基酸），是植物叶绿体中芳香族必需氨基酸生物合成中的一个酶，而除草剂生物合成中的一个酶，而除草剂glyphosate通过通过抑制该酶而杀死植物的。很少的剂量就能杀灭广抑制该酶而杀死植物的。很少的剂量就能杀灭广谱杂草。谱杂草。 将来自矮牵牛花的将来自矮牵牛花的EPSPS cDNA转入植物转入植物中

21、，转基因酶活比非转基因植物提高了中，转基因酶活比非转基因植物提高了20倍，使倍，使得转基因植物较好地耐受得转基因植物较好地耐受glyphosate的存在。的存在。 （2）表达除草剂的突变靶蛋白（酶）基因：）表达除草剂的突变靶蛋白（酶）基因： 溴腈衍生物（溴腈衍生物（Bromoxynil）是一种抑制光合）是一种抑制光合成反应的除草剂，成反应的除草剂，Klebsiella ozaenae有一基因编有一基因编码一种腈水解酶，能将码一种腈水解酶，能将Bromoxynil降解为降解为3, 5-二二溴溴-4-羟羟-苯甲酸。将该基因转入烟草中已获成功。苯甲酸。将该基因转入烟草中已获成功。 （四）抗除草剂转基

22、因作物 环境大气层中的氧自由基（超氧化物负离子）环境大气层中的氧自由基（超氧化物负离子）对植物的损伤是严重的。对植物的损伤是严重的。 在生理状况下，植物体内的超氧化歧化酶在生理状况下，植物体内的超氧化歧化酶（SOD）将之转化为过氧化氢，后者经过过氧化氢）将之转化为过氧化氢，后者经过过氧化氢酶作用后，分解释放出水和氧气。但过量的氧自由酶作用后，分解释放出水和氧气。但过量的氧自由基则对植物的某些组织如花卉的寿命有所影响。基则对植物的某些组织如花卉的寿命有所影响。 将将SOD基因转入花卉植物中，可以节省氧气的需基因转入花卉植物中，可以节省氧气的需求量，以增加鲜花的保存期。求量，以增加鲜花的保存期。

23、另外，抗盐、抗碱、抗寒、抗旱抗热的转基因植另外，抗盐、抗碱、抗寒、抗旱抗热的转基因植物也在研究中。物也在研究中。 （五）抗环境压力的转基因作物五、转基因植物的安全性五、转基因植物的安全性 从从2020世纪世纪7070年代重组年代重组DNADNA技术创建到技术创建到19831983年第年第一株转基因烟草获得以来，国际上对转基因作一株转基因烟草获得以来，国际上对转基因作物就存在着截然不同的观点。物就存在着截然不同的观点。 有人认为转基因作物造福于人类；有人认为转基因作物造福于人类； 有人认为转基因作物可能给人类带来环境、健有人认为转基因作物可能给人类带来环境、健康与生态的危险；康与生态的危险； 基

24、因工程技术在整个世界引起极大的关注与争基因工程技术在整个世界引起极大的关注与争议，并且随着转基因作物的成功获得、商品化、议，并且随着转基因作物的成功获得、商品化、负面现象频繁出现等，甚至有完全拒绝转基因负面现象频繁出现等，甚至有完全拒绝转基因食品进入市场的举措食品进入市场的举措. .（一）转基因植物的安全性评价转基因植物技术相关事件转基因植物技术相关事件纽约大学研究人员发现，在室内种植的转基因纽约大学研究人员发现，在室内种植的转基因B2B2玉米植株玉米植株中的杀虫毒素可以渗入到土壤中，在玉米根系周围土壤提取中的杀虫毒素可以渗入到土壤中，在玉米根系周围土壤提取物中仍含有物中仍含有BtBt毒素，可

25、以杀死幼虫，其活性可持续毒素，可以杀死幼虫，其活性可持续2525天。研天。研究人员认为此毒素普遍地影响土壤生态学。究人员认为此毒素普遍地影响土壤生态学。(1999(1999年年) )孟山都公司培育的抗虫转基因棉花在孟山都公司培育的抗虫转基因棉花在19961996年进行大规模种年进行大规模种植，部分地区出现大量存活的棉铃虫，导致棉花不同程度地植，部分地区出现大量存活的棉铃虫，导致棉花不同程度地受害，需要追喷杀虫剂。受害，需要追喷杀虫剂。孟山都公司开发的抗除草剂草甘膦转基因棉花于孟山都公司开发的抗除草剂草甘膦转基因棉花于19971997年大年大规模种植，棉花主产区规模种植，棉花主产区DettaDe

26、tta收获的棉花多大量落铃或棉桃收获的棉花多大量落铃或棉桃畸形。畸形。19941994年美国第一个批准商品化的延迟成熟期的转基因番茄年美国第一个批准商品化的延迟成熟期的转基因番茄也因种种原因停止了生产。也因种种原因停止了生产。 转基因植物技术相关事件转基因植物技术相关事件 苏格兰苏格兰P Powettowett研究所用转凝集素基因的马铃薯喂饲大研究所用转凝集素基因的马铃薯喂饲大鼠，在电视上宣传大鼠食用后引起器官生长异常，体重和器鼠，在电视上宣传大鼠食用后引起器官生长异常，体重和器官重量减轻，破坏免疫系统，引起国际轰动。官重量减轻，破坏免疫系统，引起国际轰动。(1998(1998年年) )印度于

27、印度于19981998年年1111月焚烧了美国孟山都公司的两块实验地，月焚烧了美国孟山都公司的两块实验地，反对该公司的反对该公司的“终止技术终止技术”，即转基因作物雄性不育，农民，即转基因作物雄性不育，农民不能自己留种。这实际上涉及到的是垄断问题。不能自己留种。这实际上涉及到的是垄断问题。种植抗虫转基因玉米的地区种植抗虫转基因玉米的地区(1999(1999年年) )，发现马利筋峡蝶，发现马利筋峡蝶大量减少，是蛱蝶因吮食花粉过度而死。大量减少，是蛱蝶因吮食花粉过度而死。丹麦国立利索研究所把耐除草剂的转基因油菜籽和杂草一丹麦国立利索研究所把耐除草剂的转基因油菜籽和杂草一起培育，产生耐除草剂的杂草，

28、转基因技术产生的基因可扩起培育，产生耐除草剂的杂草，转基因技术产生的基因可扩散到自然界中去。散到自然界中去。(1996(1996年年) )欧盟国家决定，在新的法规制定出来之前，暂停转基因农欧盟国家决定，在新的法规制定出来之前，暂停转基因农作物的种植和流通。作物的种植和流通。(2000(2000年年) )转基因植物释放后可能导致的生态学潜在风险转基因植物释放后可能导致的生态学潜在风险转基因入侵的风险；转基因入侵的风险；转基因通过与野生亲缘种间的基因交流而发生逃逸的转基因通过与野生亲缘种间的基因交流而发生逃逸的风险群，使遗传性状改变，破坏生态平衡，给农作物带风险群，使遗传性状改变，破坏生态平衡，给

29、农作物带来严重威胁；来严重威胁；抗病毒作物产生新病毒的风险；抗病毒作物产生新病毒的风险；转基因植物释放后对土壤生态系统及生物地球化学循转基因植物释放后对土壤生态系统及生物地球化学循环的影响风险；同时鱼类与其他动物也会受到不良影响；环的影响风险；同时鱼类与其他动物也会受到不良影响；转基因植物释放后可能导致的生态学潜在风险转基因植物释放后可能导致的生态学潜在风险害虫对转害虫对转B2B2基因植物的抗性风险，转基因植物使害虫基因植物的抗性风险，转基因植物使害虫体内产生抵御杀虫剂的抗体，反而增加了害虫的抗性；体内产生抵御杀虫剂的抗体，反而增加了害虫的抗性；转基因植物产生的杀虫剂对非目标生物影响的风险，转

30、基因植物产生的杀虫剂对非目标生物影响的风险，有可能其他小动物或昆虫也会受到株连而灭绝；有可能其他小动物或昆虫也会受到株连而灭绝；转基因植物商品化后易造成生物污染；即转基因种子转基因植物商品化后易造成生物污染；即转基因种子的的“绝育绝育”处理进行生物垄断，带来其他作物的不育等。处理进行生物垄断，带来其他作物的不育等。在发展转基因等生物技术时，应扬长避短，趋利避害。在发展转基因等生物技术时，应扬长避短，趋利避害。人类对转基因技术还需要做进一步的观察和深入的研究。人类对转基因技术还需要做进一步的观察和深入的研究。 1993 1993年颁布了第一部基因工程安全管理法规；年颁布了第一部基因工程安全管理法

31、规；19961996年年又颁布了又颁布了农业生物基因工程安全管理实施办法农业生物基因工程安全管理实施办法，明，明确规定转基因实验研究、中间试验、环境释放和商品化确规定转基因实验研究、中间试验、环境释放和商品化生产都应事先经过有关部门直至全国基因工程安全委员生产都应事先经过有关部门直至全国基因工程安全委员会批准。会批准。 目前，我国有目前，我国有3030万公顷农田种植了转基因作物万公顷农田种植了转基因作物( (主要是主要是棉花棉花) )，比，比19981998年增加了年增加了2.042.04倍，己成为第四大转基因倍，己成为第四大转基因作物种植国，并且转基因植物的研究正处于遗传工程领作物种植国，并

32、且转基因植物的研究正处于遗传工程领域研究的热点。域研究的热点。（二）我国的基因工程安全管理法规 转基因植物商品化带来多少福祸转基因植物商品化带来多少福祸? ?对人类对人类是否安全是否安全? ?是否会带来生态环境的负面影响是否会带来生态环境的负面影响? ? 尽管存在争论，转基因植物科学研究前进的尽管存在争论，转基因植物科学研究前进的脚步不会因此而停顿。只会在种种社会压力脚步不会因此而停顿。只会在种种社会压力与否定上，更加完善而促进技术不断的发展，与否定上，更加完善而促进技术不断的发展，科学家必将会向人类奉献更完满的基因来改科学家必将会向人类奉献更完满的基因来改造食物。造食物。（三）转基因植物的争

33、论3. 重复序列诱发基因沉默通过电击法等将通过电击法等将DNA直接导入植株，外源基因往直接导入植株，外源基因往往以多拷贝串联的方式整合在寄主的基因组内。往以多拷贝串联的方式整合在寄主的基因组内。重复序列诱发的基因沉默（重复序列诱发的基因沉默（repeat induced gene silencing, RIGS）与重复序列间的异位配对和）与重复序列间的异位配对和DNA的甲基化相关。的甲基化相关。一般一个位点插入的外源基因的拷贝数越多，失一般一个位点插入的外源基因的拷贝数越多，失活的程度越高。活的程度越高。4. 共抑制共抑制共抑制是一种基因间相互作用引起的沉默现象。是一种基因间相互作用引起的沉默

34、现象。当引入一个与植物内源基因有部分同源性的当引入一个与植物内源基因有部分同源性的DNA 时，不但外源基因不能高效表达，反而抑制了内时，不但外源基因不能高效表达，反而抑制了内源基因的表达。源基因的表达。1. 转化方法的影响基因直接转化法容易引起多拷贝转基因在寄主细基因直接转化法容易引起多拷贝转基因在寄主细胞中的整合，导致转基因沉默，而农杆菌介导的胞中的整合，导致转基因沉默，而农杆菌介导的遗传转化法由于产生的拷贝数相对较少，可以在遗传转化法由于产生的拷贝数相对较少，可以在一定的程度上避免这个问题。一定的程度上避免这个问题。2. 使用信号肽植物蛋白质分子的定向运输需要特殊多肽信号的植物蛋白质分子的

35、定向运输需要特殊多肽信号的引导作用。为提高转基因在植物的专门组织中的引导作用。为提高转基因在植物的专门组织中的表达，除使用专门的启动子外，使用特定的信号表达，除使用专门的启动子外，使用特定的信号肽序列是必需的。肽序列是必需的。12. 在有性生殖后代中筛选单拷贝植株可在分子水平和育种过程中筛选单拷贝的转基因可在分子水平和育种过程中筛选单拷贝的转基因植株，通过植株，通过PCR技术、技术、Southern杂交等方法进行杂交等方法进行筛选。筛选。（2）表达除草剂的突变靶蛋白（酶）基因：）表达除草剂的突变靶蛋白（酶）基因： 溴腈衍生物（溴腈衍生物（Bromoxynil）是一种抑制光合）是一种抑制光合成反应的除草剂，成反应的除草剂，Klebsiella oz