转基因技术综述

动物转基因技术研究进展及其应用前景

孙凤俊张佳谊韩广文

（北京奶牛中心北京延庆 102100）

摘要：转基因技术作为生命科学的前沿技术之一，已经逐渐走入了人们的生活。转基因技术可以认为是在一定程度上通过科学技术手段让其他生物、植物朝着对人类有利方向发展的技术。本文介绍了转基因技术及其应用研究现状，并预测了未来发展前景，阐述了该技术的利弊关系，指出只有通过正确的引导和规范管理，才能很好地利用该技术，使它为人类服务。

关键词：转基因应用利弊关系

1. 引言

转基因技术是生命科学前沿的重要领域之一。自从人类耕种作物以来，我们的祖先就从未停止过作物的遗传改良。过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然的方式来积累优良基因。遗传学创立后近百年的动植物育种则是采用人工杂交的方法，进行优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改良。因此，可以认为转基因技术是与传统技术一脉相承的，其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。但在基因转移的范围和效率上，转基因技术与传统育种技术有两点重要区别，第一，传统技术一般只能在生物种内个体间实现基因转移，而转基因技术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系的限制；第二，传统的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进行，操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能准确地对某个基因进行操作和选择，对后代的表现预见性较差。而转基因技术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，转基因技术是对传统技术的发展和补充。将两者紧密结合，可相得益彰，大大地提高动植物品种改良的效率。

2. 动物转基因技术概况

转基因技术是指用人工分离和修饰过的外源基因导入生物体的基因组中，从而使生物体的遗传性状发生改变的技术，可分为转基因动物与转基因植物两大分支。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。

资助项目：北京市奶牛良种选育与繁育体系建设

项目编号：D12110500330000

作者简介：孙凤俊，男，1958年10月出生，辽宁省岫岩县人。北京奶牛中心科研中心研究员，主要从事奶牛繁殖技术研究。Email:fjsun1958@https://www.wendangku.net/doc/88870043.html,

转基因动物是指用实验导入的方法将外源基因在染色体基因内稳定整合并能稳定表达的一类动物。1974年，Jaenisch应用显微注射法，在世界上首次成功地获得了SV40DNA转基因小鼠。其后，Costantini将兔-珠蛋白基因注入小鼠的受精卵，使受精卵发育成小鼠，表达出了兔卜珠蛋白；Palmiter等把大鼠的生长激素基因导人小鼠受精卵内，获得“超级”小鼠；Church获得了首例转基因牛。到目前为止，人们已经成功地获得了转基因鼠、鸡、山羊、猪、绵羊、牛、蛙以及多种转基因鱼 [1]。主要的转基因动物技术包括有：

2.1原核显微注射法

原核显微注射法又称DNA显微注射法，即通过显微操作仪将外源基因直接用注射器注入受精卵，利用外源基因整合到DNA中，发育成转基因动物。其创始人是Jaenisch和Mintz 等。这种方法的特点是外源基因的导入整合效率较高，不需要载体，直接转移目的基因，目的基因的长度可达100Kb。它可以直接获得纯系，实验周期短。但需要贵重精密仪器，技术操作较难，并且外源基因的整合位点和整合的拷贝数都无法控制，易造成宿主动物基因组的插入突变，引起相应的性状改变，重则致死。原核显微注射法效率很低，且成本高。显微注射效率不足1%，移植数千枚胚胎，仅可以获得几个转基因后代。原核显微注射法的第二个缺陷是变异高的转基因副本随机整合，导致表达的可变性。整合需要在转基因片段上带有强制性，随机整合可能导致有害突变。尽管原核显微注射法存在这些不足，然而，应用该法已经成功地应用于生产转基因牛[3]，山羊[4]，绵羊[4]，猪[5] ，对人类医疗目的，进行商业化生产具有很高的价值。

2.2逆转录病毒载体法

指将目的基因重组到逆转录病毒载体上，制成高浓度的病毒颗粒，人为感染着床前或着床后的胚胎，也可以直接将胚胎与能释放逆转录病毒的单层培养细胞共孵育以达到感染的目的，通过病毒将外源目的基因插入整合到宿主基因组DNA中去。这种逆转录病毒被用重组DNA技术修饰后作为基因载体在应用中优于微注射法之处为：无需要重排，可在整合点整合转移基因的单个拷贝；将胚胎置于高浓度病毒容器中，或者与被感染的细胞体外共同培养，或微注射鸡胚盘里，整合有逆转录病毒的DNA的胚胎率高。缺点是：需要生产带有转基因的逆转录病毒；插入逆转录病毒的基因有一定的大小限度；所得转基因家畜的嵌合性很高，而需要广泛的杂交，以建立转基因系；转基因的表达问题尚未解决。

2.3胚胎干细胞介导法

该法是将基因导入胚胎干细胞；然后将转基因的胚胎干细胞注射于动物囊胚后可参与宿主的胚胎构成，形成嵌合体，直至达到种系嵌合。其优点是：在将胚胎干细胞植入胚胎前，可以在体外选择一个特殊的基因型，用外源DNA转入以后，胚胎干细胞可以被克隆，继而可以筛选含有整合外源DNA的细胞用于细胞融合，由此可以得到很多遗传上相同的转基因动物。缺点就是许多嵌合体转基因动物生殖细胞内不含有转基因。目前，胚胎干细胞介导法在小鼠上应用比较成熟，在大动物上应用较晚。

3. 动物转基因技术应用研究进展

二十余年前已经证实生产转基因家畜是可行的[2]。但生产转基因家畜的方法具有许多局限性，阻碍其在科研和商业化上的应用。尽管如此，转基因技术仍然取得了重要进展，目前已经建立了许多行之有效的DNA转移体系，而且效率得到很大提高，从而降低转基因动物的生产成本。现在已有在染色体组内特殊位点转移目的外来基因的方法[6–10]。

美国科学家在最新一期《自然生物技术》杂志上报告说，他们培育的转基因奶牛能有效抵抗由金黄色葡萄球菌感染引发的牛乳腺炎，研究人员向转基因奶牛和普通奶牛的乳腺中注射含有金黄色葡萄球菌的溶液。结果，转基因奶牛的乳腺感染面积平均为14%，而普通奶牛的乳腺感染面积平均为71%，体内产生“溶葡萄球菌”最多的转基因奶牛的乳腺则没有任何感染迹象。不过，研究人员指出，这种转基因奶牛只能抵抗由金黄色葡萄球菌感染导致的牛乳腺炎，对其他细菌引发的牛乳腺炎不一定有抵抗力。另外，尽管基因改良是一种非常不错的技术，但它不能取代其他预防牛乳腺炎的措施。

新西兰培育的转基因奶牛：由此培育而成的转基因奶牛所产的奶中β酪蛋白含量提高了20%,K酪蛋白的含量也增加了一倍,这两种酪蛋白也正是干酪和酸奶制品的主要成分。比如说,有些转基因奶牛可以成为生产医用蛋白质或某些药物制品的经济有效的“工厂”,...

我国应用转基因技术生产转基因奶牛取得了重大进展。在山东科龙畜牧产业有限公司与中国农业大学合作建立的转基因动物基地，获得两头转有人乳铁蛋白基因的克隆牛。专家说，这两头克隆牛长大后，所产牛奶含有人奶的成分，具有极高的营养价值。

北京奶牛中心与中国农业大学合作，开展了转基因牛胚胎移植试验并获得成功。研究人员利用中国农业大学国家重点实验室培育的转基因母牛作为供体，通过注射促卵泡激素药物进行超数排卵处理，并在母牛发情后利用优秀种公牛冷冻精液配种，生产体内胚胎，将获得的胚胎移植给奶牛中心良种场荷斯坦青年母牛受体子宫内。应用超数排卵技术生产转基因牛胚胎，供体是转基因母牛，而配种使用的冷冻精液来自于非转基因种公牛，因此，生产的奶牛胚胎应有50%携带转基因。2006年至2010年，累计移植转基因牛胚胎108枚，移植妊

娠率高达66.5%。产犊牛24头，其中公牛17头，母牛7头；成活17头（6头母牛，11头公牛），死亡7头（1头母牛，6头公牛）；经中国农业大学研究人员采用PCR检测21头（包括4头死亡，17头成活的），携带转基因的犊牛8头（1头公牛犊出生死亡，7头成活），7头成活犊牛中， 6头公牛犊，已转入公牛站，另1头母牛犊，）。阴性的13头（死亡的3头）。该试验研究的成功，为今后快速扩繁转基因奶牛和实现产业化生产奠定了基础。转基因牛所产牛奶含有丰富的高附加值营养成分，尤其对老年人和儿童具有重要营养保健作用，应用前景广阔。

4. 转基因技术的发展展望

当前条件下，转基因技术还存在许多不足，还处于不断的发展与完善之中，表现在：转基因表达水平低，许多转基因的表达强烈地位受着其宿主染色体上整合位点的影响，往往出现异位表达和个体发育不适宜阶段表达，影响转基因表达能力或基因表达的组织特异性，从而使大部分转基因表达水平极低，极少部分基因表达水平过高；难以控制转基因在宿主基因组中的行为，转基因随机整合于动物的基因组中，可能会引起宿生细胞染色体的插入突变，还会造成插入位点的基因片段丢失，插入位点周围序列的倍增及基因的转移，也可能激活正常状态下处于关闭状态的基因；不了解哪些基因控制多数生理过程，不了解基因表达的发育控制和组织特异性控制的机制；制作转基因动物的效率低，这是目前几乎所有从事转基因动物研究的实验室都面临的问题，也是制约着这项技术广泛应用的关键。

相信只要通过科学家的进一步研究和各国对转基因技术的规范管理，保证转基因技术的研究和开发的健康而有序，制定相关的法律、法规，健全转基因生物和转基因食品的管理，如对转基因作物进行监管，对转基因食品进行标识等，应该更深入的了解转基因技术其中的奥秘，只有更了解它才能利用好它，让我们的生活更加美好和谐，使公众对转基因技术有一个较为科学的认识，主动地接受转基因食品，使转基因技术贴近民众，造福于人类。

参考文献

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注：该论文发表于《北京奶业》2012.02

浅谈我国转基因水稻的研究(一)

浅谈我国转基因水稻的研究(一) 论文关键词]水稻转基因论文摘要]稻转基因研究是国内外植物分子遗传学研究的热点之一。目前，水稻转基因研究在我国已取得显著进展。详细介绍转基因技术，并阐明我国转基因技术在水稻上的应用及研究进展， 水稻是我国的重要经济作物和粮食作物。水稻分布极其广泛，由于生态环境的复杂性和所处地理环境的影响，水稻在漫长的进化过程中，形成了极其丰富的遗传多样性，染色体组型和数目复杂多样，成为研究稻种起源、演化和分化必不可少的材料。 植物转基因技术是利用遗传工程手段有目的地将外源基因或DNA构建，并导入植物基因组中，通过外源基因的直接表达，或者通过对内源基因表达的调控，甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达，使植物获得新性状的一种品种改良技术。它是基因工程、细胞工程与育种技术的有机结合而产生的一种全新的育种技术体系。转基因技术可以将水稻基因库中不具备的各种抗性或抗性相关基因转入水稻，进一步拓宽了水稻抗病基因源，为抗病育种提供了一条新途径。 一、国内外的转基因技术 转基因技术自20世纪70年代诞生以来，已经取得迅速的发展。到目前为止，中国已经是全球第4大转基因技术应用国。 转基因生物技术的应用，大多分布在抗虫基因工程、抗病基因工程、抗逆基因工程、品质基因工程、品质改良基因工程、控制发育的基因工程等领域。中国是继美国之后育成转基因抗虫棉的第二个国家。现在河北省与美国孟山都合作育成33B抗虫棉（高抗棉铃虫、抗枯萎病、耐黄萎病）。由中国农科院生物中心、江苏省农科院导入Bt基因，由安徽省种子公司，安徽省东至县棉种场共同选育的抗虫棉“国抗1号”在安徽省已通过审定。国际水稻所将抗虫基因导入水稻，育成抗二化螟、纵卷叶螟的转基因水稻。中国农科院、中国农业大学、中国科学院、河南农科院等许多科研单位和高校将几丁质酶和葡聚糖酶双价基因导入小麦育成抗病转基因小麦、转基因烟草、转基因水稻等等。英国爱丁堡大学将水母发光基因导入烟草、芹菜、马铃薯等作物，获得发光作物，驱赶害虫。 至于油菜方面利用转基因工程培育雄性不育系及其恢复系的研究，亦取得了突破性的进展。比利时为了提高菜饼粗蛋白质的含量，将一种草控制的蛋白质基因转移到油菜上来，选出高蛋白质含量的转基因油菜品种。瑞典Svalow-Weibull等公司利用基因工程技术将外源基因导入甘蓝型油菜，培育成抗除草剂油菜新品种；比利时PGS公司采用基因工程手段创造出新的油菜授粉系统；法国应用原生质体融合技术将萝卜不育细胞质的恢复基因引入甘蓝型油菜，充分利用萝卜不育细胞质不育彻底的特性，实现了萝卜不育细胞质的三系配套，对推动全球杂交油菜育种具有革命性的影响。 二、我国转基因技术在水稻上的应用及研究进展 我国是农业超级国，因此，中国人吃饭问题的关键是水稻问题（高产和抗性问题），而水稻问题的核心便是转基因技术在水稻中的成功应用。 近年来，植物抗病毒基因工程的技术路线已趋向成熟，国内外相继开展了水稻东格鲁病、条纹叶枯病、黄矮病、矮缩病等8种病毒病的转基因育种研究，将各病原病毒的外壳蛋白基因、复制酶基因、编码结构或非结构蛋白基因干扰素CDNA等分别导入水稻，获得了抗不同病毒病的转基因株系或植株。在我国，转基因技术在水稻中的应用已经取得了惊人的成果。（一）转基因技术在提高水稻植株的抗Basra除草剂的成果 王才林等利用花粉管通道法将抗Basta除草剂的bar基因导入水稻品系“E32”，获得转基因植株。抗性鉴定表明，转基因植株能充分表达对Basta除草剂的抗性；通过对转基因植株后代PCR分析，证实bar基因已整合到受体植株的基因组中，遗传分析表明，bar基因能在有性生殖过程中传递给后代，并在T代开始分离出抗性一致的稳定株系。段俊等利用转基因技术，

转基因鱼

转基因鱼 一、体态特征 转基因鲤鱼F1代是由黄河鲤和草鱼生长激素基因组成的转“全鱼”基因鱼，它150天可长至1200克，最大可达2000克；两年可达5000克。它的生长速度比普通鲤鱼快140%以上。 吉鲤是由转基因两倍体鲤鱼与转基因四倍体鱼（两套鲤鱼染色体，两套鲫鱼染色体）结合而培育出无生育能力的吉鲤。吉鲤具有草鱼的生长快优点，又具有鲫鱼的味道。由于它不能生育，因而在推广过程中不存在与其它鱼类杂交引起生态危机之忧。 转基因鱼的生物安全性包括食品安全性、生态和遗传安全性。普通公认的转基因食品安全性评价原则是1993年欧洲经济发展合作组织（OECD）提出的“实质等同性”原则，即转基因食品及食品成份是否与市场上销售的传统食品具实质等同性。 转“全鱼”基因黄河鲤所转植的外源基因为一个与鲤鱼内源生长激素基因十分相似的草鱼生长激素基因。将草鱼生长激素基因转移到鲤鱼身上，对鲤鱼来说是安全的；与传统养殖的鲤鱼相比，转“全鱼”基因黄河鲤携带有草鱼生长激素基因，体内含有非常微量的草鱼生长激素。草鱼生长激素和鲤鱼生长激素一样，为鱼体内本来就存在的一种极不稳定的多肽，经过加热等物理处理后被分解为氨基酸，失去其激素的生理功能，和非转基因鲤鱼一样具有食用安全性。 转“全鱼”基因鱼商品化养殖后，是否会对鱼类种质资源和水生态环境产生影响？我们不妨把“全鱼”基因转移视为一种“杂交”，即一个基因与一个物种基因组的杂交。鱼类的基因组大约有10万个基因。转“全鱼”基因黄河鲤的形成机制可简单地比作一个草鱼基因与10万个鲤鱼基因的杂合。物种的杂合程度仅为草鱼与鲤鱼杂交的十万分之一。从这一点分析，转基因鱼比起任何杂交鱼要安全得多，再则，转基因鱼的繁殖能力和对环境的适应性均不占优势，即使让它进入大自然，它也不可能形成优势种群，抑制其它鱼类生长，对生态系统造成威胁。而且，转基因鱼带有的草鱼基因仅是草鱼的十万个基因片断之一，即使它能与其它鱼类进行杂交，所造成的基因混乱的可能性也很小。 鱼类是研究转基因动物的良好材料，由于1尾雌鱼能提供成千上万个卵，卵的体积也很大，且它们在体外受精和体外发育，胚胎操作较哺乳类简单。因此，继朱作言等获得第一批转基因鱼以来，世界上已有几十个实验室先后开展了这方面的研究，并取得了相当大的成就。转基因鱼是国内外获得的最成功的转基因动物之一。 二、转基因方法 1.显微注射法 显微注射法是广泛使用、效果较好的一种鱼类基因导人方法，其主要程序如下：(1)人

中国转基因技术的应用现状及展望

中国转基因技术的应用现状及展望 摘要：针对国内外研究转基因的现状，简要综述了转基因技术的发展概况，我国在转基因技术上的发展概况以及所取得的成就，并且针对转基因技术可能存在的不利因素，叙述了我国转基因技术的安全管理情况，提出了对发展我国转基因技术的建议，阐述未来农业转基因技术的发展趋势和保障措施。 关键词：转基因技术；现状；展望 Application Status and Prospect of China Transgenic Abstract: Be directed to status of gene transfer on domestic and overseas, reviewed briefly the development of transgenic technology, In the development of transgenic technology in our country as well as the achievements, and unfavorable factors may exist for transgenic technology, describes the safety management of our transgenic technology, suggestions for the development of the transgenic technology. Further, the development trend and the safeguards of the transgenic biotechnology in Chinese agriculture were described. Keywords: transgenic; status quo; expectation 21世纪是生物技术的世纪，生物技术在农业领域中的运用将为农业生产带来新的革命。转基因技术，是指运用科学手段，将基因片段转入特定生物中，并最终获取具有特定遗传性状个体的技术[1]。转基因技术通过在细胞和分子水平上对基因进行操作，打破物种间遗传物质转移交换通常具有的天然屏障，实现农作物目标性状的定向改良，是生物技术领域发展最快的前沿技术之一[2]。自从人类耕种作物以来，我们的祖先就从未停止过作物的遗传改良。过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然的方式来积累优良基因。因此，可以认为转基因技术是与传统技术一脉相承的，其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。 1转基因技术的发展概况 1974年，波兰遗传学家斯吉巴尔斯基[3]称为合成生物学概念的就是基因重组技术，1978年，诺贝尔医生奖颁给发现DNA限制酶[4]的纳森斯、亚伯与史密斯，

转基因作物的研究进展

生物与环境工程学院课程论文 转基因作物的研究进展 学生姓名：魏斌聪 学号：200806016139 专业/班级：生物工程081班 课程名称：生物工程原理 指导教师：陈蔚青教授 浙江树人大学生物与环境工程学院 2011年5月

转基因作物的研究进展 魏斌聪 （浙江树人大学生物与环境工程学院生工081班浙江杭州310015） 摘要：人们将所需要的外源基因(如高产、抗病虫害优质基因) 定向导入作物细胞中, 使其在新的作物中稳定遗传和表现,产生转基因作物新品种, 是大幅度提高作物产量的一项新技术。本文先描述了转基因作物的发展进程，对其基因问题的研究作了讨论，并列出转基因作物目前存在的主要问题并作分析，最后对此项技术作出展望。 关键词：转基因作物；DNA技术；基因导入；安全性 前言 转基因植物（transgenic plant），是指基因工程中运用DNA 技术将外源基因整合于受体植物基因组、改变其遗传组成后产生的植物及其后代。转基因植物的研究主要在于改进植物的品质，改变生长周期等提高其经济价值或实用价值。[ 1 ]其主要范围是在作物方面，如可食用的大豆、玉米等，或者可投入生产的棉花等作物。 从表面上看来，转基因作物同普通植物似乎没有任何区别，它只是多了能使它产生额外特性的基因。从1983年以来，生物学家已经知道怎样将外来基因移植到某种植物的脱氧核糖核酸中去，以便使它具有某种新的特性：抗除莠剂的特性，抗植物病毒的特性，抗某种害虫的特性。[ 2 ]这个基因可以来自于任何一种生命体：细菌、病毒、昆虫等。这样，通过生物工程技术，人们可以给某种作物注入一种靠杂交方式根本无法获得的特性，这是人类9000年作物栽培史上的一场空前革命。[ 3 ] 1 转基因作物的发展进程 转基因作物的研究最早始于20世纪80年代初期。1983年，全球第一例转基因烟草在美国问世。1986年，首批转基因抗虫和抗除草剂棉花进入田间试验。1996年，美国最早开始商业化生产和销售转基因作物(包括大豆、玉米、油菜、

转基因食品安全性评价综述(标准版)

( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 转基因食品安全性评价综述(标 准版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.

转基因食品安全性评价综述(标准版) 【摘要】国际上对转基因食品安全性评价已经初步达成一致，提出转基因食品的安全性应从宿主、载体、插入基因、重组DNA、基因表达产物和对食品营养成分的影响等几个方面考虑，已制定法规的国家主要着重于对消费者健康的风险评估。 【关键词】转基因食品；食品安全；实质等同性 转基因食品是由基因改良生物加工而成的食品。近20年来,转基因食品断问世,逐渐走上人们的餐桌,进入人们的食物链.由于转基因食品含有新的遗传物质和蛋白质,因此,引起了世界各国极大关注。从转基因技术诞生时起，人们就对转基因食品引发的各种问题展开了旷日持久的争论，而转基因食品的安全性更是关注的焦点。 1转基因食品的风险 转基因食品出现的历史不长，人们对转基因食品可能带来的危

害研究得还不是很充分，所以许多科学家担心转基因食品会产生潜在的危险．现在，关于转基因食品危害性的问题主要集中在以下几个方面： (1)转基因食品的过敏性。 食品过敏是一个世界性的公共卫生问题．全球有近2％的成年人和4％～6％的儿童有食物过敏史[1]。自然界中存在着许多过敏物质．在基因工程中如果将控制过敏物质形成的基因转入植物中，则会对过敏人群造成不良影响．所以，转入过敏源基因的植物不能被批准商品化[2]。 (2)转基因食品的毒性。 转基因生物中含有抗虫作物残留的毒素和蛋白酶活性抑制剂，既能使咬食其叶片的昆虫的消化系统功能受到损害，也有对人畜产生伤害的可能性。 (3)抗生素标记基因可能使人产生抗药性。 抗生素标记基因与插入的目的基因一起转入目标生物中，用来帮助筛选和鉴定转化的细胞、组织和再生植株。标记基因是安全的，

简述转基因技术原理

转基因技术的理论基础来源于进化论衍生来的分子生物学。基因片段的来源可以是提取特定生物体基因组中所需要的目的基因，也可以是人工合成指定序列的DNA片段。DNA片段被转入特定生物中，与其本身的基因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育，从而获得具有稳定表现特定的遗传性状的个体。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。 1992年荷兰培育出植入了人促红细胞生成素基因的转基因牛，人促红细胞生成素能刺激红细胞生成，是治疗贫血的良药。转基因技术标志着不同种类生物的基因都能通过基因工程技术进行重组，人类可以根据自己的意愿定向地改造生物的遗传特性，创造新的生命类型。同时转基因技术在药物生产中有着重要的利用价值。转基因技术，包括外源基因的克隆、表达载体、受体细胞，以及转基因途径等，外源基因的人工合成技术、基因调控网络的人工设计发展，导致了21世纪的转基因技术将走向转基因系统生物技术2000年国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原理的基因工程与转基因技术。 1.转基因的细胞学原理： (1)细胞周期及MPF：细胞周期可人工分成4个时期，分别为G1期、S期、G2期和M期。细胞在正常情况下，沿着G1-S-G2-M路线运转。S期为DNA合成期，M期为有丝分裂期，M期结束到S期开始之前为G1期，S期末到有丝分裂期(M期)为G2期。有丝分裂的启动由成熟促进因子也叫M期促进因子(maturation/mitosism/meiosis promoting factor，MPF)调控，MPF 在细胞分裂中呈周期性变化即分裂后逐渐积累，到G2晚期达到高峰，由中期向后期转换时骤然消失。因此推测MPF是真核细胞M期的一个基本调节物质，能引导细胞由间期向M期转变。MPF由蛋白激酶激活，存在于所有的真核细胞中(包括减数分裂的性细胞)。但并非所有的细胞都是周期中细胞，某些细胞在一定的条件下可以脱离细胞周期进入G0期或分化为不分裂的细胞，而且G0期细胞可通过诱导重新进入周期。 (2)通过MⅡ期的卵母细胞转基因：MⅡ期的卵母细胞的MPF含量很高，可以诱导细胞核发生一系列变化包括核膜破裂(NEBD)和早熟染色体凝集(premature chromosome condensation，PCC)，处于减数分裂MⅡ期的卵母细胞无核膜的时间远远长于有丝分裂M期的细胞。所以此时期的卵母细胞可作为基因导入的受体。据此1998年Anthonv等对逆转录病毒载体感染发育早期的动物胚胎方法加以改进，用逆转录病毒载体注射MⅡ期的卵母细胞，注射完毕的卵母细胞同获能后的精子共同孵育后，体外发育至囊胚，再移植到母牛体内得到了转基因小牛。1999年Anthonv等又将精子与外源基因共孵育，然后将精子头部显微注射入MⅡ期的卵母细胞，这两种方法共同之处都是利用MⅡ期的卵母细胞无核膜，外源基因易导入的 特点。 2.转基因的胚胎学原理： (1)哺乳动物转基因的胚胎学原理：精子和卵子只有发育成熟后，精卵相遇时才能完成受精过程。精子进入卵子后头尾分离，胞核出现核仁，形成核膜，头部膨大形成雄原核；同时卵子排出第二极体形成雌原核。一般来说雄原核比雌原核大。接着雌雄原核的核膜消失，雌雄原核融合。随后细胞周期性卵裂，分裂球增加到32个时形成桑葚胚，进入子宫再发育至囊胚，此前的胚胎细胞具有很强的分化能力。从哺乳动物受精卵分裂发育的规律来看，转基因操作时较合适的部位是受精卵的雄原核，精子进入卵细胞后的1小时，雄原核和雌原核还未融合，在显微镜下容易看到雄原核。多数研究者在此时期把外源基因显微注射到雄原核，通

转基因食品的安全性评价(综述)

转基因食品的安全性评价（综述） 熊军 （商洛学院生物医药工程系 生物技术1201 1210A128） 摘要：随着生物技术的发展，转基因食品以其形状，营养品质和消费品质都符合消费者的需求而得到广泛关注，同时，对转基因食品的安全性评价也显得尤为紧迫。 关键词：转基因食品安全性评价管理 Abstract: with the development of biotechnology, genetically modified food with its shape, the nutrition and consumer quality are in line with consumer demand and received wide attention, at the same time, the safety assessment of genetically modified food is particularly urgent. Keywords:Genetically Modified Food Safety Evaluation Management 一、转基因食品 转基因食品（Genetically Modified Foods，GMF），是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”，包括转基因植物食品、转基因动物食品和转基因微生物食品。二、转基因作物种植现状 ISAAA（国际农业生物技术应用服务组织）的创始者克莱夫·詹姆士博士在最新编制的《2012年度环球生物技术/转基因作物使用情况研究报告》提到：在最新的全球转基因作物年度报告中，中国排在美国、巴西、阿根廷、加拿大、印度之后，转基因作物的种植面积位居全球第六，是转基因作物种植面积增长最多的国家之一。种植的主要作物，包括棉花、木瓜、西红柿、甜椒等。 克莱夫·詹姆士博士是中国的“常客”他是转基因技术积极的倡导者，而中国，是全球转基因作物最主要的种植国之一。 中国最早是从种植转基因烟草开始，已经有二十多年的转基因作物种植历史，我国已为7种转基因作物发放安全证书。这7种作物分别是耐贮藏番茄、抗虫棉花、改变花色矮牵牛、抗病辣椒、甜椒、线辣椒、转基因抗病番木瓜、转基因抗虫水稻和转植酸酶玉米。此外 还批准了转基因棉花、大豆、玉米、油菜等多种作物的进口安全证书。除批准了棉

转基因动物应用前景

转基因动物的应用前景 冯彦东，马小军，李越，马志辉，肖海元，马永刚，马聪 甘肃农业大学动物科学技术学院甘肃兰州 (730070) 摘要：本文较为全面的综述了各种转基因动物技术的方法，以及提高转基因效率的方法；指出了目前研究中存在的问题，并对其发展前景进行了展望。 关键词：转基因动物、基因、方法、应用、前景 科学家预言，21世纪是生命科学的世纪，生物技术产业已成为科学家和企业家开发的热点。转基因动物技术是21世纪发展最为迅速的生物高新技术之一，是建立在细胞遗传学、分子遗传学、胚胎发育学和DNA重组技术基础之上的生物工程技术。转基因技术就是利用工程技术的实验手段将特定外源基因导入受体细胞中，由此整合到受体细胞的染色体上，并使外源基因得到表达和遗传的生物技术。携带外源基因并能表达和遗传的支物称为转基因动物。转基因技术是新兴的生物技术，具有广阔的应用前景。目前利用转基因技术获得的主要是粮食作物，其中转基因植物及产品已进入商品化生产阶段。转基因动物的研究尚处于实验室研究阶段，获得转基因动物技术难度较大。但它是一种通过对基因的操作，在RNA、蛋白质、形态学或生理学等水平直接观察基因在活体内的活动情况，并观察其表达产物所引起的表型效应的四维实验体系，其应用已广泛渗透于分子生物学、发育生物学、免疫学、制药及畜牧育种等各个研究领域中，既具有深远的理论价值，又有重大的应用价值。据统计，全球已有以转基因动物技术为核心的公司43家，并将成为21世纪生物技术领域的支柱产业。1998年全球动物生物技术产品总销售额估计为6.2亿美元，预计到2010年仅在农业领域总销售额将达到110亿美元，其中75亿美元来自转基因动物品种。而利用转基因动物制作生物反应器生产药品物和功能蛋白的销售市场预计可达500亿美元。毫无疑问，转基因动物正在改变着生物医药、农业生产、环境保护、生物材料，甚至是整个生命科学研究与发展面貌。利用转基因动物技术，既可加快家畜品种的改良速度，提高肉、奶、蛋的产量和品质，又可生产珍贵的药物蛋白，为大量患者造福。可以说转基因动物技术对于人们千百年来追求的丰衣足食，延年益寿两大目标都会做出具大的贡献。[1，2，3，4，5，6，7] 1 转基因动物的制作方法 1.1 显微注射法 是由美国人Gordon于1980年首次发明。显微注射法的制作过程是将SV40的TK基因整合的质粒以显微注射法注入到小鼠受精卵原核中,首次成功地培育出转基因小鼠。其基本原理是通过显微镜注射将外源基因直接注射到受精卵的雄原核内,将外源基因整合到DNA中,发育成转基因动物。其优点是直接对基因进行操作,整合率较高.缺点是技术难度高,成功率低。[3，8，15，18] 1.2 逆转录病毒传染法 此法的研究是1974年Janenissh等将SV40DNA注入小鼠囊胚腔中，获得转基因小鼠。其原理是利用逆转录病毒的LTRs区域具有的转录启动子活性这一特点，将外源基因连接到LTRs的下部进行重组后，再使之包装成为高滴度的病毒颗粒，直接感染受精卵或注入囊胚中，携带外源基因的反转录病毒DNA可以整合到宿主染色体上。逆转录病毒法的优点是操作简单，外源基因的整合率高，动物病毒所具有的启动子不但可以引发一些选择标记基因的表达，还能引发所导入的外源基因的表达，缺点是逆转录病毒载体容量有限，并且外源基因

水稻转基因步骤

在植物转基因过程中，为了有效地识别和筛选转化子，常将目的基因和标记基因构建在同一表达载体中。这种载体结构导致转基因植物中目的基因和标记基因始终共存，而标记基因（尤其是抗生素抗性基因）的存在可能给转基因植物的生物安全带来隐患。目前已研发了多种方法剔除转基因植物中的标记基因，其中最常见的是共转化法(Komari 1996，McCormac 等2001)。共转化系统是采用2个质粒或1个含有两套T—DNA表达盒的表达载体共同转化植物，其中一套表达盒含有抗性选择标记基因，另一套表达盒含有目的基因，它们转化植物时可能整合到植物基因组的不同位置。转基因植株在减数分裂过程中，标记基因和目的基因发生分离，从而可在转基因后代中筛选到只含目的基因而不含选择标记基因的个体。共转化从根本上排除了转基因植物中的选择标记，是保证人畜和环境安全的重要措施，因此受到了广泛的重视。Zhou 等（2003）认为，用分别含一个T-DNA区的两个载体共转化的效率低于双T-DNA区表达载体的共转化效率。目前关于利用双T-DNA区表达载体，获得无选择标记转基因阳性株系的研究已有不少报道（唐俐等2006，张秀春等2006，于恒秀等2005）。花药培养与遗传转化技术相结合，可以快速获得纯合转基因植株（斯华敏等，1999，付亚萍等，2001），但是应用花药培养快速获得只含目的基因而无选择标记的转基因研究尚未见报告。 水稻是最主要的粮食作物，转基因水稻的安全显得尤为重要。本实验室通过农杆菌介导的水稻转化体系，将包含人乳铁蛋白(hLF)、高赖氨酸(SB401)、高甲硫氨酸(RZ10)基因的表达载体p13HSR成功转化脆茎稻，由于该表达载体采用双T-DNA结构，将检测出含选择标记潮霉素磷酸转移酶基因（hpt）和目的基因的转基因阳性T0植株按单株直接进行花药培养。在189株二倍体花培植株中检出23株有目的基因没有选择标记hpt的转基因纯合植株，得率为9.87％。RT-PCR检测结果显示外源基因已整合到转基因水稻基因组中并转录。本文首次发现插入的外源基因间存在交换事件，从而改变了花培群体中无选择标记而目的基因阳性的转基因纯系的获得率。同时还对农杆菌介导的同一载体上多个基因转化水稻后，会出现个别基因丢失的情况进行了讨论。 基因转化方法参照Hiei等(1994)的方法并加以修改。取开花后12-15 d左右的稻穗脱粒，表面灭菌后接种在NB培养基上，26℃暗培养诱导愈伤组织。约5-7d后取愈伤组织在相同条件下继代培养，用于共培养。农杆菌于含50mg/L卡那霉素(Kam)的YM平板上划线,28℃黑暗培养3d，用金属匙收集农杆菌菌体,将其悬浮于共培养CM液体培养基中,调整菌体浓度至OD600为0.3-0.5，加入AS（终浓度为100mΜ）,即为共培养转化水稻用的农杆菌悬浮液。将继代培养4d后的愈伤组织浸于此菌液中，20min后取出并用无菌滤纸吸去多余菌液，随即转入铺有无菌滤纸的固体培养基上，于26℃下暗培养2~3d。共培养后的愈伤组织在含有50mg/l潮霉素的筛选培养基上，26℃暗培养14d，再转到新鲜配制的筛选培养基上继续筛选14d。然后选择生长旺盛的抗性愈伤组织转移到含有50mg/l潮霉素的分化培养基上，暗培养3天后转至15h/d 光照条件下培养,再生的小苗在1/2MS上生根壮苗两周左右。选择高约10cm、根系发达的小

水稻转基因育种研究进展 7

水稻转基因育种研究进展 王彩芬,安永平,韩国敏,张文银,马　静 (宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁　750105) 摘要:对水稻转基因技术在抗虫、抗病、抗逆及改良米质等方面的进展进行了综述。 关键词:水稻;　转基因育种;　进展 中图分类号:S511.035.3 文献标识码:A 文章编号:1002-204X(2005)06-0055-03 20世纪下半叶以来,由于分子生物学研究的巨大成就,使生物学成为自然科学的带头学科,它的理论和方法已渗透到生命科学的许多领域,为生命科学的研究带来新的思维方式和研究手段。基因工程技术在植物遗传育种上应用很广泛,并取得了显著成就。 水稻是最重要的粮食作物之一,世界上约有一半以上的人口以稻米为主食。据专家预测,到2025年在现有稻谷产量的基础上再增加60%才能满足需要(K hush,1995)。随着人口的增长和耕地面积的减少,世界尤其是我国将面临粮食问题的严峻挑战,培育优良品种是提高稻谷产量的主要途径。传统的育种技术已为培育水稻新品种做出了巨大贡献,并将在今后继续发挥主导作用,但由于品种资源的贫乏,单靠传统育种已很难有大的突破。基因工程技术为水稻分子标记辅助育种、水稻转基因育种提供了一条新途径。转基因技术可以将水稻基因库中不具备的抗病、抗虫、抗除草剂、抗旱、耐盐、改善品质、提高产量等基因转入水稻,从而实现水稻种质创新和为生产提供优良品种。自1988年以来,国内外已得到了许多水稻转基因植株,涉及到抗虫、抗病、抗除草剂、抗旱、耐盐、改良品质等重要农艺性状,有些已进入田间试验和应用阶段。 1　水稻转基因育种进展 植物转基因育种是利用遗传工程的手段,有目的地将外源基因或DNA构建导入植物基因组,通过外源基因的直接表达,或通过对内源基因表达的调控,甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达,使植物获得新的性状的一种品种改良技术。在植物分子生物学研究的众多材料中,水稻不仅是世界重要粮食作物,而且由于其基因组较小、重复序列较少的优点而成为一种重要的分子遗传学研究的单子叶模式植物,基因组测序已完成。自1988年首次获得转基因水稻以来,水稻转基因技术已获得突飞猛进的发展,目前已成功获得籼稻、粳稻、爪哇稻的转基因植物。随着基因枪转化技术的建立和根癌农杆菌介导转化法的成功,水稻基因转化技术日益完善。而且转移目标基因已从报告基因或筛选标记基因进入改良水稻抗性和适应性,以及改善品质,提高产量等重要基因的利用。 1.1　抗虫转基因水稻育种 水稻是虫害最多的大田作物,稻螟虫和稻飞虱危害最为严重,水稻中抗虫资源贫乏,转基因技术为抗虫品种的培育提供了一条新途径。自从1989年实现苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)抗虫基因转化水稻并得到再生植株以来,转抗虫基因水稻的研究取得了很大进展。转抗虫基因水稻包括转Bt基因、转蛋白酶抑制基因和转凝集素基因。在转Bt基因的研究方面,中国农科院生物技术中心杨虹等(1989)将Bt基因导入水稻品种台北309、中花8号的原生质体并获得再生植株;Fujim oto等(1993)通过电激法将cry LAb 基因导入水稻,首次报道了转Bt基因水稻对二化螟和稻纵卷叶螟的抗性。项友斌等(1999)利用农杆菌介导实现了苏云金杆菌抗虫基因cryI A(b)和cryI A(c)在水稻中的转化;黄健秋等(2000)利用农杆菌介导获得转(Bt)基因秀水11和春江11植株;薛庆中等(2002)利用农杆菌介导获得转双价抗虫基因(cryI Ac和豇豆胰蛋白酶抑制基因C pTI)浙大19植株;朱常香等(2002)获得Bt和X a21共转化水稻(C48)植株。近几年转Bt基因研究越来越多,进展很快,在籼稻、香稻、爪哇稻、杂交稻、深水稻中获得成功,选育出克螟稻1号、2号、3号(舒庆尧等,1998)。转Bt基因水稻在我国已进入环境释放阶段,有望培育出应用于生产的抗虫品种。 在转蛋白酶抑制剂基因水稻研究方面,通过电激介导原生质体转化,Xu等(1996)把豇豆胰蛋白酶抑制剂基因C pT i转入粳稻品种台北309,转基因植株对大螟和二化螟2种水稻虫害都具有抗性;通过基因枪介导马铃薯蛋白酶抑制剂基因PinⅡ转化水稻,Duan等(1996)获得了Nipponbare、台南67和Pi4等3个粳稻品种的抗大化螟转基因株系;Lee等(1999)利用PEG介导法将大豆K units胰蛋白酶抑制剂(SK TI)的cDNA转入粳稻Nagdongbyeo的原生质体,再生转基因植株的后代抗褐飞虱。曾黎琼等(2004)利用农杆菌介导将马铃薯蛋白酶抑制剂基因(PinⅡ)导入玉优1号、HT-7中;孔维文等(2004)利用农杆菌介导将PT A和马铃薯高赖氨酸蛋白基因(S B401)同时转入超级杂交稻亲本材料1826中。在转凝集素基因水稻研究中,主要是转雪莲花凝集素(G NA)基因,采用基因枪法,英国John Innes Centre(Maqbool等,1999;Rao等,1998;Sudhakar等,1998)把G NA基因导入AS D16、M5、M7、M12、FX92D、Basmati370等籼稻品种中,得到200多株转基因植株,G NA在水稻中呈高水平的组成性表达(用Ubi启动子)或韧皮部专一性表达(用Rssl启动子),转基因植株抗褐飞虱。在我国,傅向东等(1997)用G NA基因枪转化水稻IR72、IR76、珍汕97和秀水11等品种,部分转基因植株子代对褐飞虱有一定抗性;T ang(唐克轩等,1999)通过基因枪介导实现了G NA 基因和X a21基因的共转化,得到了转基因植株。唐克轩等(2003)利用农杆菌介导将半夏凝集素基因(pta)导入粳稻鄂宛105、中花12和籼稻E优532中,获得7个转基因纯系。 1.2　抗病转基因水稻育种 抗病转基因水稻包括转抗病毒基因、抗真菌病害基因和抗细菌病害基因。抗病毒转基因已开展了8种病毒的转基因研究,包括水稻通枯罗病毒(rice tungro disease)、水稻齿叶矮缩病毒(rice ragged 收稿日期:2005-07-21 作者简介:王彩芬(1968-),女,副研究员,从事水稻花培育种研究。T el:0951-*******E-mail:caifen-68@https://www.wendangku.net/doc/88870043.html,

转基因动植物生物反应器 综述

转基因动植物生物反应器 生物技术1002 摘要:生物反应器，指以活细胞或酶为生物催化剂进行细胞增殖或生化反应提供适宜环境的设备，它是生物反应过程中的关键设备。随着转基因技术问世,生物反应器不再局限于传统“冷冰冰”的设备，而是富有生命特性的动植物。动植物生物反应器指的是通过基因工程途径以常见的农作物或者活体动物，高效表达某种器官或组织，进行工业化生产功能蛋白等生物制剂。本文为大家阐述了转基因动植物反应器的优缺点，研究进展及其应用。 关键词:转基因动物反应器，转基因植物反应器，优缺点，研究进展，应用 一、转基因动植物生物反应器的优缺点 1.1转基因动物生物反应器的优点 1易养殖，实现大规模制备。 2通过乳腺和血液制备活性物质简单易行。 3可以通过动物细胞培养实现大量制备。 4产量高，转基因动物在每升乳汁中可得几十克产物，而转基因植物，微生物在每升培养液中只能获得几毫克。 5成本低，用细菌、酵母菌或动物细胞生产基因工程药物，反应条件要求严格，而转 基因动物只需要正常饲养。 6用于转基因动物制药的受体牛、羊、猪等哺乳动物，与人类亲缘关系比细菌、酵母 菌要近的多，所以其产品具有与人体自身产生的蛋白相同的生物学活性川。 7用转基因动物培植活体器官和组织，用于更替人体患病的器官和组织。 1.2转基因动物生物反应器的缺点 1细胞培养需要昂贵的培养基和设备。 2转基因动物制备成本昂贵。 3转基因动物易产生一些伦理问题。 4目前转基因动物的研究存在理论基础薄弱、技术不完善等问题"使得转入的基因在受体动物基因组中存在着随机整合、调节失控、遗传不稳定、表达率不高等问题。为确保转入的基因能得到高效表达并完全整合，关键是基因构建和位点整合。 5转基因表达产物的分离与纯化也存在问题，可能会出现要纯化的产物含量低的现象，还要确保去除引起人类变态反应的非人类蛋白。 6转基因表达产物的结构和生物活性是否与人体蛋白相似#转基因产品必须与人体产生的蛋白高度相似，以免人体对它产生免疫反应。 2.1转基因植物生物反应器的优点 1 比较廉价利用植物生产系统容易大规模生产来自动物、人类、细菌、病毒等的外源蛋白，成本低廉。植物是最经济的蛋白质生产系统 2 合成外源蛋白相对比较安全细菌作为生物反应器时，不能对真核生物的蛋白进行有效的翻译后加工，而且本身可能是人类病原物。植物生物反应器的表达产物具有无毒性和副作用,安全可靠,无残存DNA和潜在致病致癌性 3 植物转基因操作和克隆技术比较成熟在克隆技术方面，转基因动物的克隆还处于起步阶段，然而植物的克隆技术如组织培养、器官培养、细胞培养等已相当成熟。 4植物可以大规模种植,而且产物贮藏在种子、果实、块茎中便于贮运 5植物具有完整的真核细胞表达系统 6转基因植物自交后可得到稳定遗传的遗传性状。

转基因罗非鱼

收稿日期:2006210225;修订日期:2007206207 基金项目:国家重点基础研究发展计划(编号:2006C B101805)资助 作者简介:贝锦新(1977— ),男,广东揭西人;博士;主要从事鱼类分子免疫学研究。E 2mail :beijinxin @https://www.wendangku.net/doc/88870043.html, 通讯作者:林浩然,E 2mail :lsslhr @https://www.wendangku.net/doc/88870043.html, ;T el :020********* 综述 鱼类基因数据库与生物信息学在鱼类基因开发上的应用 贝锦新　张　勇　李文笙　刘晓春　林浩然 (中山大学水生经济动物研究所,广州　510275) APP LICATION OF GEN OME DATABASES AN D BIOINFOR MATICS IN EXP LORATION FOR FISH GENES BEI Jin 2X in ,ZH ANG Y ong ,LI W en 2Sheng ,LIU X iao 2Chun and LIN Hao 2Ran (Institute o f Aquatic Economic Animals ,Sun Yat 2Sen (Zhongshan )Univer sity ,Guangzhou 510275) 关键词:鱼类基因组;同线性分析;同源比对;基因开发 K ey w ords :Fish gen ome ;C onservation of synteny ;H om ology search ;Data mining 中图分类号:Q78 文献标识码:A 文章编号:100023207(2008)0320387206 近十年来,随着分子生物学技术的发展,各国际组织间的合作研究使得资源基因组计划得以普遍实施。各种动物、植物基因组数据库均在互联网上陆续发布,生物信息量随之迅猛增长,然而如何利用并发掘这些数据蕴涵的宝藏,从中提取解释生命个体生长发育、免疫调节以及病害控制等机理的宝贵信息,已成为人类所面临的巨大挑战。因此,以获取、加工、储存、分配、分析和解读生物信息为手段,综合运用数学、计算机科学和生物学工具的交叉学科———生物信息学[1]由此诞生。也正是依靠生物信息学的辅助,人类基因组计划最终在2003年基本完成,基因组序列数据的拼接和组装也陆续完善。 各种鱼类大约占据了50%的脊椎动物种类,有着长远的进化史 [2] 。因此,利用这些丰富的鱼类资源,研究与系统发育 和进化相关的种间保守或者特异的遗传和分子机制就显得相当重要。但相对于高等脊椎动物而言,鱼类的分子生物学研究比较滞后。在鱼类基因开发过程中,大部分是通过不同鱼类或者是其他高阶元物种的基因序列同源性,设计简并引物进行目的片段扩增;或者通过表达序列标签(Ex pressed se 2 quence tags ,EST )数据库发现并筛选鱼类功能基因。随着鱼类 的基因组全序列测序拼接工作的不断完善,通过生物信息学和分子生物学的方法,新的鱼类功能基因逐渐被发现,这种技术路线采用了反向生物学的原理,即从基因到蛋白质再到功能研究的途径来发现新的生物活性分子[3]。国外科学家已经筛选到一批与发育、生殖及免疫相关的功能基因,而国内对于鱼类新功能基因的开发研究起步较晚,因此,我们应当运用生 物信息学结合分子生物学的手段,发掘鱼类以及其他生物基因组数据库中的关键信息,开发并研究鱼类重要的功能基因,使得我国在这一领域能够有创新性的成果。为此,本文综述了目前鱼类基因组数据库的研究现状,并结合例子介绍利用这些数据库进行基因开发的几种方法。 1　鱼类基因公共数据库资源 111　斑马鱼(Danio rerio ,zebrafish ) 斑马鱼隶属鲤形目(Cypriniformes )鲤科,由于个体小、周期产卵且产卵周期短、产卵量高、卵大、体外受精、胚胎透明、体外发育、胚胎早期发育快和易于大量获得样品等独有的特点而成为目前世界公认的模式脊椎动物之一。单倍体斑马鱼基因组由25条染色体组成,含有117×103Mb (1Mb =106个碱基对或bp ),大约为哺乳类基因组大小的二分之一[4]。 2001年2月开始,英国Sanger 研究所开始了斑马鱼全基因组 测序工作;主要通过BAC (Bacterial artificial chrom os ome )、PAC (P12derived artificial chrom os ome )文库的克隆测序和拼接,以 及基因组鸟枪法测序(Whole genome shotgun sequencing )和组装两种策略。目前,该研究所和国际同行已经测序并拼接了 6653条DNA 片段,包含碱基约116×103Mb (参照:http ://w w w 1sanger 1ac 1uk/Projects/D 2rerio/)。许多不同的服务器都 提供了最新的斑马鱼基因组序列拼接数据,并能进行下载和比对(表1)。同时,以美国华盛顿大学为代表的许多研究所也进行了不同规模的EST 测序工作,这些丰富的斑马鱼EST 第32卷第3期 水生生物学报 V ol.32,N o.32008年5月 ACT A HY DROBI O LOG IC A SI NIC A May ,2008

转基因技术研究综述

转基因技术研究综述 摘要：转基因技术是21世纪生物技术发展的热点之一。本文简要介绍了转基因技术及其应用情况，并对转基因技术的利、弊与发展前景做出了一定阐述。 关键词：转基因技术转基因动物转基因植物应用利弊关系 前言 转基因技术是生命科学前沿的重要领域之一。自从人类耕种作物以来，我们的祖先就从未停止过对作物的遗传改良。过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然的方式来积累优良基因。遗传学创立后近百年的动植物育种则是采用人工杂交的方法，进行优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改良。因此，可以认为转基因技术与传统技术是一脉相承的，其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。但在基因转移的范围和效率上，转基因技术与传统育种技术有两点重要区别：第一，传统技术一般只能在生物种内个体间实现基因转移，而转基因技术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系的限制。第二，传统的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进行，操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能准确地对某个基因进行操作和选择，对后代的表现预见性较差。而转基因技术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，转基因技术是对传统技术的发展和补充。将两者紧密结合，可相得益彰，大大地提高动植物品种改良的效率。 转基因技术介绍 转基因技术是指将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，从而使生物体的遗传性状发生改变的技术。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”。转基因技术可分为转基因植物技术与转基因动物技术两大分支： 1、转基因植物技术 转基因植物是指利用重组DNA技术将克隆的优良目的基因整合到植物的基因组中，并使其得以表达，从而获得的具有新的遗传性状的植物。自1983 年世界第一例转基因植物——烟草问世以来，仅20多年的时间，转基因植物的研究和应用就已经得到了迅猛的发展，至今国际上已有30个国家批准数千例转基因植物进入田间试验，涉及的植物种类有50多种。常见的转基因植物技术有： （1）农杆菌介导转化法。农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌的细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物(尤其是水稻)中也得到了广泛应用。 （2）基因枪介导转化法。利用火药爆炸或高压气体加速(这一加速设备被称为基因枪) ，将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比，基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒