基因工程在农业中的应用

基因工程在农业中的应用演讲者：朱钐汕转基因番茄转基因茄子转基因水稻

基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子,构成遗传物质的新组合,并使之渗入到原先没有这类分子的寄主细胞内,而能持续稳定地繁殖。

从定义上看,它首先强调外源核酸分子在另一种寄主生物细胞中进行繁殖的问题,这种跨越天然物种屏障的能力,是基因工程的第一重要特征。什么是基因工程哦？这表明,应用基因工程技术,人们就可以按照自己的主观愿望,创造出自然界原先并不存在的新的生物类型。科研人员正是利用这一特征,已在提高农作物作物产量,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。具体应用1改良作物品质2培育抗虫作物3培育抗病作物4培育抗逆性强的作物5培育抗除草剂作物6生物固氮7调控植物激素和生长发育1.利用基因工程技术改良作物品质利用基因工程可以有效地改善植物的品质,并且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域,取得了很好的效果。在蛋白质改良方面,由于特定作物种子中往往缺少某几种必需氨基酸,人们的注意力集中于通过基因工程改变蛋白质的必需氨基酸的组成来改善植物的营养价值。美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因,成功地导入到马铃薯中,培育出高蛋白马铃薯品种,其蛋白质含量接近大豆,营养价值大大提高,受到农场主及消费者的普遍欢迎。基因工程在调控植物的淀粉及其他多糖化合物方面也取得较大进展1997年我国第1个获准进行商品化生产的基因工程番茄品种———华番1号,在13～30℃下可贮藏45d左右,大大延长了保鲜期,解决了由于果实具有呼吸跃变期而难贮藏的难题。北京农林科学院工作人员经4a努力,将来自美国的优质面包小麦品种CHEYENNE的谷蛋白亚基导入到北京地区推广种植的抗病、高产品种,获得蛋白质含量较高的小麦类型,具有较好的前景。超级南南瓜2.利利用基基因工工程技技术培培育抗抗虫作作物虫害影影响作作物的的产量量和品品质,全全世界界粮食食产量量因虫虫害所所造成成的损损失占占14%左右。。我国是是世界界上最最大的的棉花花生产产国,但但由于于棉铃铃虫的的持续续性大大爆发发,造造成成棉花花减产产达17%～～50%,每年造造成经经济损损失50亿亿～100亿元人民民币。。1991年年我国国科学学家成成功地地将苏苏云金金芽孢孢杆菌菌(Bt)杀杀虫晶晶体蛋蛋白基基因导导入棉棉花,获获得了了转基基因植植株。。1993年年将Bt晶晶体蛋蛋白基基因导导入我我国棉棉花品品种中中,获获得得了高高抗棉棉铃虫虫的抗抗虫棉棉。中中国农农业科科学院院生物物技术术中心心培育育出10多多个棉棉花转转基因因品种种或品品系,对对棉铃铃虫杀杀伤力力达80%以上上,并并且且具有有丰产产和品品质优优良的的特点点。1998年年通过过国家家审定定的中中棉所所29就是是1个个适于于北方方棉区区生产产的中中熟转转基因因Bt棉。。到目目前为为止,我我国已已育成成10多个个杀虫虫效果果显著著、丰丰产性性好、、纤维维品质质优良良,适适用用于不不同生生态条条件种种植的的品种种或品品系,已已在9个个省(市)大大面积积试种种、示示范和和应用用。2000年年我国国转基基因棉棉花种种植面面积达达到20万万hm2。。3利利用基基因工工程技技术培培育抗抗病作作物据联合合国粮粮农组组织(FAO)估估计计,全全世世界粮粮食生生产每每年因因病害害的发发生而而导致致的损损失占占10%,棉棉花生生产上上的损损失为为12%左右,某某些作作物如如甘薯薯,病病毒毒病能能使其其减产产20%——50%,严严重时时甚至至绝收收。抗病毒毒基因因工程程中,目目前主主要采采用病毒的的外壳壳蛋白白(CP)基基因导导入植植物的方法法,使使番茄茄、黄黄瓜、、南瓜瓜和甜甜椒等等植物物具有有抗病病性。1992年年美国国国家家科学学院公公布了了Hayakawa研究究小组组利用用禾谷谷类作作物病病毒外外蛋白白技术术获得得成功功,从从2个日日本水水稻品品种中中分离离出未未成熟熟植株株的细细胞团团,这这种种细胞胞团能能长成成植株株,并并能能合成成抗水水稻条条纹叶叶枯病病毒的的外蛋蛋白基基因。。据测测试,在在31株含含有外外蛋白白的对对照水水稻植植株中中,接接种种带病病毒稻稻褐飞飞虱,结结果对对照组组中80%出现了了病毒毒症状状,而而通过过基因因工程程培育育的水水稻植植株仅仅20%～～40%受感染染。4利利用基基因工工程技技术培培育抗抗逆性性强的的作物物植物对对逆境境的抗抗性一一直是是植物物学家家关心心的问问题。。由植植物生生理学学家、、遗传传学家家和分分子生生物学学家协协同作作战,耐耐涝、、耐盐盐碱、、耐旱旱和耐耐冷的的转基基因作作物新新品种种(系系)已已获得得成功功科学家家发现现极地的的鱼体体内有一一些特殊蛋蛋白可以抑抑制冰冰晶的的增长长,从从而而免受受低温温的冻冻害,正正常地地生活活在寒寒冷的的极地地中。。将这这种抗抗冻蛋蛋白基基因从从鱼体体内分分离出出来,导导入植植物体体获得得转基基因植植物,目目前这这种基基因已已被转转入番番茄和和黄瓜瓜中。。极地乌乌贼5利用基基因工工程技技术培培育抗抗除草草剂作作物化学除除草剂剂在现现代农农业中中起着着十分分重要要的作作用。。理想想的除除草剂剂必须须具有有高效效、广广谱的的杀草草能力力,且且对对作物物及人人畜无无害,在在土壤壤中的的残留留短,成成本不不高。。但现现在要要开发发出1种新新的符符合上上述要要求的的除草草剂的的成本本越来来越高高,选选择择的机机率也也在明明显降降低。。通过基基因工工程来来提高高除草草剂的的选择择性以以及对对作物物的安安全性性,具具有有重要要的意意义。。同时时,在在作作物中中导入入高抗抗除草草剂基基因,也也可使使人们们更自自由地地选择择适合合轮作作、套套作的的作物物种类类。现现在,针针对不不同除除草剂剂作用用机理理,已已获获得抗抗除草草剂的的转基基因烟烟草、、番茄茄、马马铃薯薯、棉棉花、、油菜菜、大大豆和和水稻稻等作作物。。6.生生物固固氮氮素的的来源源有工工业固固定、、生物物固定定和自自然放放电等等。化化学氮氮肥对对作物物产量量提高高有显显著的的作用用,但但也也有其其不容容忽视视的弊弊病,那那就是是能源源的消消耗、、环境境的污污染和和生产产成本本的提提高。。而生生物固固氮则则能在在常温温、常常压下下合成成氮肥肥,从从而而大幅幅度地地节约约能源源并且且不会会对环环境造造成严严重的的污染染,所所以以多年年来一一直受受到科科研人人员的的关注注。中国科科学院院遗传传与发发育研研究所所把带带有固固氮基基因的的质粒粒PRD1从大大肠杆杆菌K12jc5564转转移到到无固固氮能能力的的水稻稻根系系菌4502Y中,表表现出出较强强的固固氮能能力,经经测定定接种种有该该菌的的水稻稻发育育明显显优于于对照照植株株。7利用基因工程程调控植物激激素和生长发发育对植物生殖生生长过程(包包括花的形成成、发育、雄雄性不育、自自交不亲和性性、胚胎发育育等)的调调控,在作作物生产上十十分重要。近年来基因工工程在调控植植物激素和生生长发育方面面的应用发展展很快。最为为成功的是利利用基因工程程产生雄性不不育系。另外外,有人将将flo基因因导入杨树,可使之提提前好几年开开花基因工程在我我国农业发展展中的前景由于基因工程程运用DNA分子重组技技术,能够够按照人们预预先的设计创创造出许多新新的遗传结合合体,具有有新奇遗传性性状的新型生生物,增强强了人们改造造动植物的主主观能动性和和预见性,并并且已在提提高动植物产产量,改善善品质,增强强抗逆性及生生产特用产品品上发挥了不不可代替的作作用,显示了了巨大的潜力力。当前,美美国、日本本和加拿大等等国家政府