基因工程技术在工农牧渔业方面的应用

基因工程技术在工农牧渔业方面的应用姓名：宋昱柠学号:20111341032002任课教师：王更先摘要: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]。关键词：基因工程；转基因技术基因工程在观赏花卉育种中的应用:主要的花卉基因工程技术:1反义基因技术：首先明确决定花色的特异:生化物质,然后分析该生化物质代谢途径中催化各反应步骤的酶,克隆编码这些酶的基因,反向转入到目的植株中,外源DNA转录产物与内源的互补mRNA结合,从而抑制目的植株中这些生化物质的合成,产生花色突变[2]。2共抑制法(Cosuppression)：即正向导入一个(或几个)内源基因的额外拷贝,反而抑制该内源基因转录产物mRNA的积累,进而抑制该内源基因的表达[3]。3外源目的的基因导入法：外源目的基因导入就是将欲修饰的植株及其近缘种植物中原先不具有的一个(或几个)基因导入,从而使该受体植物增加一个(或几个)新的性状。基因转化的两种方法农杆菌基因转化法和病毒介导法。基因工程技术在观赏花卉育种中的应用:1:改良花型。通过改变同源异型基因的表达方式,可有目的地改变花型,也可以通过在新的植物中抑制AG类基因的活性获得重瓣花。人们在拟南芥、金鱼草、矮牵牛的花原基中分离出对花器官分化起关键作用的基因,这些基因的表达会影响花朵的大小、形状和花期。从非洲菊中分离出的MADbox基因以反义形式导入非洲菊后,使非洲菊花的结构发生了许多变化。2：改变花色基因。花色基因包括花色素基因、花色素量基因、花色素分布基因、辅助色素基因、转座子基因、控制花瓣内部酸度的基因等。影响花色素苷代谢的基因有两类:一类是不同植物共同具有的结构基因,直接编码花色素代谢生物合成酶;另一类是调节基因,控制结构基因表达强度和程式。在参与色素代谢的结构中,CHS(查尔酮合成酶)、CHI(查尔酮异构酶)、F3H(黄烷酮-3-羟基化酶)、F3c5cH(类黄酮-3c,5c-羟基化酶)、DFR(二氢黄酮醇-4-还原酶)、ANS(花青素合成酶)、3GT(类黄酮3-o-糖转移酶)等基因均已被克隆。应用基因工程技术,可以从两方面来改变花的颜色。第一,利用反义RNA和共抑制技术抑制基因的活性,造成无色底物的积累,使花的颜色变浅或变成无色。利用反义RNA已使矮牵牛、菊花等花卉产生了新的变异类型。第二,是通过引入外源基因来补充某些品种缺乏合成某些颜色的能力。如将非洲菊和月季DFR基因转入矮牵牛,得到了与此相似的花色变异。其他还包括改变花期、花卉保鲜基因工程、花卉抗性基因工程[4]。基因工程在果树品种改良反面的应用：1：培育抗病毒品种基因技术采用构建病毒外壳蛋白质基因、反义核酸、卫星序列、缺失干扰分子和无结构分子基因，把这些基因转入国说细胞中，干扰病毒的繁殖，从而培育出抗病毒的品种。与杂交育种不同，基因技术可以把抗病毒基因导入植物细胞，而不改变果树的其它性状，这样就大大提高了抗病毒育种的效率。同理也可以用来培育抗细菌和抗真菌病品种，以及抗虫品种和抗除草剂品种【5】。2：培育抗逆性强的品种甘露醇-1-脱氢酶基因与耐盐性有关。编码抗冻蛋白的基因可能提高植物的抗冻能力。其他还有一些特殊的基因可以改变果树的生长习性和生根以及果品的贮藏性。如控制果实乙烯形成的ACC合成酶和氧化酶反义基因转入番茄，就大大延迟了果实的软化和成熟。转基因食品及其争议转基因食品(geneticallymodifiedfood,GMF)是指以转基因生物为原料加工生产的食品,利用分子生物学手段,将某些生物基因转移至其他生物上,使其出现原物种不具备的性状或产物,针对某一或某些特性,以植入异源基因或改变基因表现等生物技术方式,进行遗传因子的修饰,使动植物或微生物具备或增加特性,进而达到降低生产成本,增加食品或食品原料价值的目的。【6】转基因食品包括转基因动物性食品、转基因植物性食品和转基因微生物性食品。转基因动物性食品主要以提高动物的生长速度、瘦肉率、饲料转化率,增加动物的产奶量和改善奶的组成成分为主要目标,主要应用于鱼类、猪、牛等。转基因植物性食物主要培育延缓成熟、耐极端环境、抗病毒、抗枯萎等性能的作物,提高生存能力;培育不同脂肪酸组成的油料作物、多蛋白的粮食作物等以提高作物的营养成分,主要品种有小麦、玉米、大豆、蔬菜、水稻、土豆和番茄等。转基因微生物性食品主要改造有益微生物,生产食用酶,提高酶产量和活性,主要有转基因酵母、食品发酵用酶等。转基因食品潜在的安全性问题：1毒性问题；2过敏反应问题；3对抗生素的抵抗作用:；4基因漂移问题基因漂移：基因漂移指的是一种生物的目标基因向附近野生近缘种的自发转移,导致附近野生近缘种发生内在的基因变化,具有目标基因的一些优势特征,形成新的物种,以致整个生态环境发生结构性的变化。最常见的如水平基因转移(HGT)或基因横向迁移(LGT),它是指一种有机体将遗传物质转移到另外一个有机体而不是其后代体内,这种进程很容易在原核生物体内发生,从而严重影响细菌基因组的进化及其它细菌的物种多样性[7]。研究表明,油菜、甘蔗、莴苣、草莓、向日葵、马铃薯以及禾本科作物均有向其近缘野生种的自发基因转移,甚至不同属间的基因漂移也有可能发生[8]。当发生基因漂移时,可能产生一些难以预料的后果,如产生超级杂草、超级害虫、危害生物多样性、诱发新病毒、对非靶标有益生物的影响,即所谓的基因污染问题。参考文献：[1]黄雅琼，邓彦飞，邓海莹，等.基因工程在转基因动物领域的应用现状及展望[J].广西生物农业科学，2008，27（4）：488-491.[2]杨业华.分子遗传学[M].北京:中国农业出版社,2001:127~128.[3]傅荣昭,刘敏,等.通过根农杆菌介导法获得菊花转基因植株[J].植物生理学报,1998,24(1):72~76.[4]罗达,植物发育的分子机理.北京:科学出版社,1997,89~106.[5]邵寒霜,李继红,郑学勤,陈守才.拟南芥LFYcDNA的克隆及转化菊花的研究.植物学报,1999,41(3):268~271.[6]杨萍,高伟.转基因食品及其安全性.农业与技术,2005,25(2):139-141.[7]BatistaR,OliveiraMM.Factsandfictionofgeneticallyengineeredfood.TrendsinBiotechnology,2009,27(5):277-286.[8]刘魁.科技进步、创新危机与社会和谐的困境)从基因漂移谈起.南京理工大学学报:社会科学版,2008(2):19-20.