植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用

關(guān)于植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用第1頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五轉(zhuǎn)基因植物種植的轉(zhuǎn)基因植物種類主要有大豆（占54％）、玉米（占28％）、棉花（占9％）、油菜（占9％），馬鈴薯、西葫蘆和木瓜的比例都小于1％。按轉(zhuǎn)基因植物的性狀劃分，抗除草劑占71％，抗蟲占22％，抗蟲兼抗除草劑占7％，抗病毒和其他性狀轉(zhuǎn)基因植物的比例小于1％。至1999年，農(nóng)業(yè)部批準可進行商業(yè)化生產(chǎn)的國內(nèi)研制的轉(zhuǎn)基因植物有5種，它們分別是：抗蟲棉花、改變花色的矮牽牛、延熟番茄、抗病毒的甜椒和番茄。

第2頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（一）轉(zhuǎn)基因植物發(fā)展進程與規(guī)模

1983年，首批轉(zhuǎn)基因作物（煙草、馬鈴薯）問世。1986年，首批轉(zhuǎn)基因作物（抗蟲、抗除草劑）進入田間實驗，美國和法國同時對抗除草劑轉(zhuǎn)基因煙草進行了田間試驗

1992年，中國首先在大田種植轉(zhuǎn)基因抗病毒煙草，揭開了全球轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化的序幕。1994年，美國轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品（耐儲存番茄FlavorSavor

）進入市場。1994年，商品化種植抗黃瓜花葉病毒（CMV）和抗煙草花葉病毒（TMV）雙價的轉(zhuǎn)基因煙草

1996年后，轉(zhuǎn)基因作物的產(chǎn)業(yè)化得到迅速發(fā)展。同時帶有八種基因代碼的轉(zhuǎn)基因玉米將于2010年在美國問世。

第3頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五1998年，全世界共有7000萬英畝大田種植轉(zhuǎn)基因作物。1999年又增至9860萬英畝，年增長率超過40%。2000年年增長率突降至10.8%，其中美國的降幅最大。2009年2月24日統(tǒng)計種植面積排名前三位的國家分別為，美國（6250萬公頃）、阿根廷（2100萬公頃）和巴西（1580萬公頃）。中國全國生物技術(shù)作物種植面積達380萬公頃，在全球生物技術(shù)作物種植面積超過100萬公頃的八個國家中排名第六種植面積排名前十的國家，依次是美國、阿根廷、巴西、加拿大、印度、中國、巴拉圭、南非、烏拉圭、菲律賓。第4頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因作物的國家數(shù)年份國家數(shù)第5頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（億美元）

國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用跟蹤調(diào)查服務(wù)處（ISAAA）的估計，全球轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的市場：轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品市場現(xiàn)狀與展望第6頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五美國是轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)源地,也是當(dāng)今世界轉(zhuǎn)基因食品生產(chǎn)和出口最多的國家。1983年,全球第一個轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物———馬鈴薯就誕生在美國。據(jù)估計,目前美國的零售食品中有60%以上含有轉(zhuǎn)基因成分,90%以上的大豆、50%以上的玉米、小麥是轉(zhuǎn)基因的。第7頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五采用現(xiàn)代生物技術(shù)手段，培育出一批優(yōu)質(zhì)、專用、高產(chǎn)、多抗農(nóng)作物新品種。轉(zhuǎn)基因技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展，我國已成為世界第五大轉(zhuǎn)基因植物種植國家，2006年，我國棉花種植面積8095萬畝，其中生物技術(shù)棉花種植面積已超過總面積的75%，河北、山東、河南、安徽等棉花主產(chǎn)省的國產(chǎn)生物技術(shù)棉花種植率已達到100%，棉花單產(chǎn)達到80千克/畝的歷史高水平，增幅為6.3%-7.0%，棉花總產(chǎn)量達650萬噸，創(chuàng)歷史新高，且棉花品質(zhì)普遍看好。通過數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，大幅度提高了示范區(qū)農(nóng)業(yè)信息化和現(xiàn)代化管理水平，加速了利用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的步伐。第8頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五1.提取DNA（二）轉(zhuǎn)基因技術(shù)

有SDS法和CTAB法，常采用CTAB法提取方法基因組DNA。并用分光光度計測定濃度和質(zhì)量。然后用去離子水將其稀釋至50ng·uL-1備用葉片加液氮，快速研磨成粉末DNA提取緩沖液2×CTAB，充分混勻60℃水浴45-60min，其間輕柔搖勻2-3次冷卻至室溫，加入等體積氯仿:異戊醇（24:1）輕柔且充分混勻，靜置10min12000rpm離心10min取上清，加入0.7倍體積的冷異丙醇，輕柔搖動離心管充分混勻，室溫放置10-20min10000rpm離心10min小心棄去上清，加入70%的乙醇洗滌2次沉淀，室溫下微干，溶于適量TE緩沖液DNA檢測用0.8%的瓊脂糖膠第9頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五15000bp1000bp250bp第10頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（1）獲得目的基因方法①從生物基因組群體中分離目的基因

采用限制性內(nèi)切酶切割2.獲得目的基因第11頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五DNA1μg緩沖液2μL重蒸水酶液+用手指輕彈管壁使溶液混勻，使溶液集中在管底混勻反應(yīng)體系后，37℃水浴保溫2-3h電泳檢測EP管編號,加樣操作步驟第12頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五②化學(xué)合成目的基因DNA片段采用DNA合成儀③PCR(聚合酶鏈式反應(yīng))合成DNA

常用的方法

第13頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五PCR過程示意圖第14頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五第15頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五第16頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五④mRNA差異顯示法獲得目的基因基因在細胞中的特異表達與否，決定了生命歷程中細胞的發(fā)育和分化、細胞周期的調(diào)節(jié)、細胞衰老和死亡等。用于分離特異表達的基因。

⑤用機械的方法如超聲波把基因組打成片段。

（2）PCR獲得目的基因①設(shè)計引物在NCBI(美國國立生物技術(shù)信息中心)/引物設(shè)計軟件Primerprimer5.0

設(shè)計引物，然后合成引物。第17頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五PCR反應(yīng)混合液

擴增條件：94℃60s,37℃60s,72℃120s,共25～30個循環(huán)。②PCR第18頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五③特異片段的回收、連接與轉(zhuǎn)化將擴增產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠（EB染色）在100V電壓的電泳液中電泳40min在紫外燈下用刀片切取帶有特異帶的膠塊，并把該膠塊轉(zhuǎn)移到1.5ml離心管中回收片段按照膠回收試劑盒進行目的片段與克隆載體的連接（pGEM–Teasyvector或pMD18-T）在4℃條件下連接12h-16h采用熱激法，將連接產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化至大腸桿菌的感受態(tài)細胞E.coliJM109將全部菌液涂于含Amp（X-gal為40μl，IPTG為4μl）的LB平板上，半小時后倒置37℃培養(yǎng)8-12h左右，可出現(xiàn)菌落第19頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五④克隆的篩選與鑒定

藍白斑篩選重組子的PCR鑒定質(zhì)粒的提取及質(zhì)粒的酶切鑒定

⑤測序送生物技術(shù)公司，用DNA測序儀測序。⑥序列比對在NCBI或者DNAman上進行比對，確認基因是否正確。第20頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五第21頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五3.構(gòu)建植物表達載體（1）載體在基因工程重組DNA技術(shù)中將DNA片段（目的基因）轉(zhuǎn)移至受體細胞的一種能自我復(fù)制的DNA分子。三種最常用的載體是細菌質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。按用途分為：克隆載體，表達型載體，分泌型載體，穿梭載體等。一是用它作為運載工具；利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量的復(fù)制(稱為克隆)。

在宿主細胞中能保存下來并能大量復(fù)制；有多個限制酶切點，而且每種酶的切點最好只有一個，可適于多種限制酶切割的DNA插入；含有復(fù)制起始位點ori

，能夠獨立復(fù)制；有一定的標記基因，便于進行篩選。

載體必須具有四個條件第22頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五能獨立復(fù)制并穩(wěn)定傳代:復(fù)制起始點ori或自主復(fù)制序列ARS和著絲粒,端粒方便插入外源片段:酶切位點選擇標記:藥物抗性報告基因:插入篩選標記易分離提取高產(chǎn)率（多拷貝）強啟動子多宿主第23頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五第24頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五Transform+reportgenesubstrates第25頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（1）轉(zhuǎn)化方式根據(jù)所用載體類型以及轉(zhuǎn)化對象不同一般有以下主要轉(zhuǎn)化方式:

（1）基因槍轉(zhuǎn)化（2）電轉(zhuǎn)化（3）融合法（4）花粉管轉(zhuǎn)化（5）農(nóng)桿菌介導(dǎo)4.高等植物基因的轉(zhuǎn)化與植株再生第26頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（1）基因槍轉(zhuǎn)化法

利用基因槍的裝置，將鎢粉或金粉與DNA吸附制成“子彈”通過高壓放電將“子彈”加速到482m/s，在這種速度下，金屬粒子能穿透植物細胞壁，擊發(fā)一次可將成千上萬個帶有外源DNA的金屬粒子同時射入完整的細胞或器官。優(yōu)點：單子葉和雙子葉都可使用缺點：成本高，操作麻煩，的DNA片段整合效率極低。通常只應(yīng)用于單子葉。第27頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（2）電擊法

用電轉(zhuǎn)化儀將高濃度的質(zhì)粒DNA加入到植物細胞的原生質(zhì)體懸浮液中，混合物在200-600V/cm的電場中處理若干秒鐘，然后將原生質(zhì)體在組織培養(yǎng)基中生長1-2周，再生出整株植物。

第28頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（3）融合法

將外源DNA與特殊的疏水性高分子化合物混合，在水中這些疏水性化合物分子形成球狀的脂質(zhì)體，后者與植物細胞原生質(zhì)體融合，篩選融合子，再生植物細胞壁。

原生質(zhì)體很難再生出整株植物。第29頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（4）花粉管導(dǎo)入法

使用顯微注射器，將外源DNA沿著花粉管經(jīng)過珠心進入尚未形成正常細胞壁的卵、合子或早期胚胎細胞中，實現(xiàn)基因的轉(zhuǎn)移。是由我國科學(xué)家周光宇首先提出設(shè)計的，目前已應(yīng)用于水稻、小麥、棉花、大豆、花生、蔬菜等作物的轉(zhuǎn)基因研究，

花粉管導(dǎo)入法的特點是直接、簡便。它的受體材料為植株整體，省略了細胞組織培養(yǎng)的誘導(dǎo)和傳代過程，排除了植株再生的障礙，特別適合于難以建立有效再生系統(tǒng)的植物。由于轉(zhuǎn)化的是完整植株的卵細胞、受精卵或早期胚胎細胞，導(dǎo)入的DNA分子整合效率較高。第30頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（5）農(nóng)桿菌介導(dǎo)

幾乎所有的雙子葉植物尤其是豆科類植物的根部常常會形成根瘤，這是由于植物根部被一種革蘭氏陰性土壤桿菌農(nóng)桿根瘤菌（A.tumefaciens）感染所致，其致瘤特性是由該菌細胞內(nèi)的野生型質(zhì)粒Ti介導(dǎo)的。第31頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五二元整合轉(zhuǎn)化程序?qū)⑼庠椿蚩寺≡诖竽c桿菌-農(nóng)桿菌穿梭質(zhì)粒的T-DNA區(qū)內(nèi)；重組質(zhì)粒直接轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌株，該菌株攜帶只含vir區(qū)不含T-DNA區(qū)的Ti輔助質(zhì)粒；第32頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（2）農(nóng)桿菌介導(dǎo)外源基因轉(zhuǎn)移技術(shù)的一般操作①將表面消毒的葉片切成小塊②小塊在過夜培養(yǎng)并稀釋到一定濃度的含外源基因的根癌農(nóng)桿菌液中共培養(yǎng)幾分鐘，使讓根癌農(nóng)桿菌感染葉片切塊的傷口。③從菌液中撈出小葉塊，培養(yǎng)基中培養(yǎng)2天。④在含頭孢霉素選擇培養(yǎng)基中篩選轉(zhuǎn)化細胞。繼續(xù)培養(yǎng)，轉(zhuǎn)化的細胞分化出芽。⑤將芽轉(zhuǎn)入含有抗生素的生根培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)生根。⑥將完整的轉(zhuǎn)基因植株移栽到土壤中。第33頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五abcd第34頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五分子鑒定:PCRSouthernblotNorthernblotWesternblot蛋白質(zhì)電泳5.轉(zhuǎn)基因植株的鑒定及分析第35頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五Southernblot第36頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五Northernblot

第37頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五Westernblot和蛋白質(zhì)電泳第38頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（三）轉(zhuǎn)基因生物商業(yè)化的一般流程

1.實驗室試驗環(huán)節(jié)：通過了實驗室的試驗，技術(shù)成熟之后才開始進行中間試驗環(huán)節(jié)。

2.中間試驗環(huán)節(jié)：這個環(huán)節(jié)在田間進行，一般需要兩年左右的時間。田間的管理評價包括具體位置、與人群的距離、面積、隔離等多項具體規(guī)定。

3.環(huán)境釋放評價：需要兩年。在這個環(huán)節(jié)試驗可以再擴大一些面積，但也有很多要求，也必須在相對封閉的環(huán)境下進行。

4.生產(chǎn)試驗：生產(chǎn)試驗的規(guī)?？梢赃M一步擴大。本階段的評價主要是評估轉(zhuǎn)基因生物對環(huán)境是否有影響和壓力。5.如果要做食品，需要再對獨立性、致敏性、抗?fàn)I養(yǎng)因子等進行評價，還需要提交綜合性評價。”

按照中國現(xiàn)行的批準流程，轉(zhuǎn)基因商業(yè)化的批準有年限控制，一般時限是4年。4年到期后，需要重新報批。

第39頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（四）種植轉(zhuǎn)基因植物的風(fēng)險性

破壞生態(tài)環(huán)境和影響人類的健康。1.安全性問題轉(zhuǎn)基因植物存在的用于選擇性標記的抗生素，以及導(dǎo)入植物的DNA序列在加工過程中可能出現(xiàn)的改變。2.環(huán)境及生態(tài)問題導(dǎo)入植物的目的基因是否轉(zhuǎn)入其他植物，是否會破壞生態(tài)平衡。第40頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五

首先是毒性問題。一些研究學(xué)者認為，對于基因的人工提煉和添加，可能在達到某些人們想達到的效果的同時，也增加和積聚了食物中原有的微量毒素。

其次是過敏反應(yīng)問題。對于一種食物過敏的人有時還會對一種以前他們不過敏的食物產(chǎn)生過敏，比如：科學(xué)家將玉米的某一段基因加入到核桃、小麥和貝類動物的基因中，蛋白質(zhì)也隨基因加了進去，那么，以前吃玉米過敏的人就可能對這些核桃、小麥和貝類食品過敏。

第三是營養(yǎng)問題?？茖W(xué)家們認為外來基因會以一種人們目前還不甚了解的方式破壞食物中的營養(yǎng)成分。

第四是對抗生素的抵抗作用。當(dāng)科學(xué)家把一個外來基因加入到植物或細菌中去，這個基因會與別的基因連接在一起。人們在服用了這種改良食物后，食物會在人體內(nèi)將抗藥性基因傳給致病的細菌，使人體產(chǎn)生抗藥性。

第五是對環(huán)境的威脅。在許多基因改良品種中包含有從桿菌中提取出來的細菌基因，這種基因會產(chǎn)生一種對昆蟲和害蟲有毒的蛋白質(zhì)。在一次實驗室研究中，一種蝴蝶的幼蟲在吃了含桿菌基因的馬利筋屬植物的花粉之后，產(chǎn)生了死亡或不正常發(fā)育的現(xiàn)象，這引起了生態(tài)學(xué)家們的另一種擔(dān)心，那些不在改良范圍之內(nèi)的其它物種有可能成為改良物種的受害者。

最后，生物學(xué)家們擔(dān)心為了培養(yǎng)一些更具優(yōu)良特性，比如說具有更強的抗病蟲害能力和抗旱能力等，而對農(nóng)作物進行的改良，其特性很可能會通過花粉等媒介傳播給野生物種。第41頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五③“三明治”事件

由含有抗蟲性Bt基因的轉(zhuǎn)基因玉米做成。這種玉米可產(chǎn)生一種Cryge蛋白質(zhì)，此物是一潛在致過敏性源。所以美國食品與藥品管理局（FDA）只批準這種玉米作飼料而非食用品。

美國一家食品公司生產(chǎn)的一種油炸三明治——Taco，上下夾層是玉米粉，中間為肉餡。使人們對轉(zhuǎn)基因作物及其產(chǎn)品的安全性問題充滿了憂慮第42頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五轉(zhuǎn)基因植物的幾個典型事件①“馬鈴薯”事件英國《獨立報》披露了轉(zhuǎn)基因食品巨頭孟山都公司的一份秘密報告不能確定轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因的馬鈴薯化學(xué)成分有什么差異對使用轉(zhuǎn)基因土豆的大鼠，沒有補充蛋白質(zhì)以防止饑餓供試動物數(shù)量少，飼喂的幾種食物都不是大鼠的標準食物試驗設(shè)計差，未作雙盲測定統(tǒng)計方法不當(dāng)，試驗結(jié)果無一致性試驗錯誤含雪花蓮凝集素基因的土豆體重和器官減輕，免疫系統(tǒng)受到破壞第43頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五②“斑蝶”事件（1999年５月，康奈爾大學(xué)的一個研究組在《Nature》雜志上發(fā)表文章）

但2年后美國組織了多個大學(xué)和研究部門進行了大量試驗，得出了科學(xué)的結(jié)論：

玉米花粉重，擴散不遠田間試驗表明，抗蟲玉米花粉對斑蝶并不構(gòu)成威脅轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的花粉“馬利筋”44%幼蟲死亡北美珍稀瀕危大斑蝶雜草

斑蝶幼蟲真正的死因

農(nóng)藥使用過度生態(tài)環(huán)境的破壞第44頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（五）轉(zhuǎn)基因植物的安全評價與檢測安全性評價主要包括兩部分：一是對人類健康的影響，一是對環(huán)境的影響?！斑@是由授權(quán)的第三方機構(gòu)進行的安全性研究，第45頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五

對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物實施安全管理是國際上的普遍做法。國際經(jīng)合組織（OECD）、聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）、環(huán)保規(guī)劃署（UNEP）、生物安全議定書、食品法典委員會，都對轉(zhuǎn)基因生物的安全提出了明確的要求。安全性評價是國際上的通行做法。由于各國農(nóng)業(yè)、環(huán)境和生物多樣性的差異，決定了只有本國確認了安全性之后，轉(zhuǎn)基因生物才能投入商業(yè)應(yīng)用或由輸出國引進。日本、歐盟、美國等國均實行安全性評價。美國是通過農(nóng)業(yè)部、食品與藥物管理局和環(huán)保局的安全評價后才允許轉(zhuǎn)基因作物商品化生產(chǎn)；歐盟是通過安全評價后才批準國內(nèi)外的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品投放市場；日本是通過農(nóng)林水產(chǎn)省的安全評價后才許可轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品進口。目前，按照《生物安全議定書》的有關(guān)規(guī)定，對進口農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物實施安全評價管理，可以在收到申請之日起270日內(nèi)做出批復(fù)。我國在制定《條例》及其配套規(guī)章的過程中，對國外的相關(guān)法規(guī)進行了比較研究。在安全評價中，遵循“個案分析”的原則、“實質(zhì)等同性”原則、“逐步完善”的原則等。實行標識管理制度是使消費者有知情權(quán)和選擇權(quán)。

“轉(zhuǎn)基因的管理是casebycase，個案分析的原則，即使同一個品種在不同的地方，不同的批次都需要進行評價?！睂嵸|(zhì)等同性原則，轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)產(chǎn)品同一性狀進行比較，具有實質(zhì)等同性，則可以認為是安全的。第46頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物管理文件國務(wù)院在2001年就頒布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》(下稱《條例》)?！稐l例》規(guī)定，國家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會(下稱安委會)負責(zé)我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的安全評價工作。

2002年，農(nóng)業(yè)部又發(fā)布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價管理辦法》、《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進口安全管理辦法》和《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標識管理辦法》三個配套規(guī)章。

我國還建立了由農(nóng)業(yè)部、國家發(fā)改委、科技部、衛(wèi)生部、國家質(zhì)檢總局和國家環(huán)?？偩纸M成的國家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理部際聯(lián)席會議制度。

第47頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五第48頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五在美國,一種基因作物要投入生產(chǎn),需要同時接受3項審核。農(nóng)業(yè)部負責(zé)監(jiān)管基因作物進行田間試驗的結(jié)果,食品與藥物管理局(FDA)負責(zé)對基因食品安全性的審核,而環(huán)保署則負責(zé)對該基因作物對環(huán)境影響的評估。凡是經(jīng)過科學(xué)評價和政府部門嚴格審批獲準上市的轉(zhuǎn)基因食品都是安全的，全世界數(shù)億人食用后沒有出現(xiàn)一例轉(zhuǎn)基因食品中毒或醫(yī)療事故。第49頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（六）轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化中存在的問題1.轉(zhuǎn)基因性狀的失效問題。這種失效來自于兩個方面，一方面是所轉(zhuǎn)基因本身表達沉默或表達強度降低；另一方面是病蟲草等對轉(zhuǎn)基因性狀的產(chǎn)生抗性，從而對轉(zhuǎn)基因植物的商業(yè)化帶來不利影響；2.轉(zhuǎn)基因作物的產(chǎn)量品質(zhì)問題。1994年底一個在美國批準商品化的轉(zhuǎn)基因遲熟番茄上市之后，并沒有像人每逾期得那樣有效，所以在1997年就推出了市場。其原因是這種番茄產(chǎn)量偏低而經(jīng)不起采收、包裝及運輸?shù)日麄€過程，很多番茄在運抵目的地是已經(jīng)軟化或碰傷、失去了市場價值。3.經(jīng)濟地理問題。對不同發(fā)展水平的國家來說，轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化的主要問題有一定的差異。如歐盟轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化主要是政府和公眾對轉(zhuǎn)基因作物的認識問題，而對貧窮的發(fā)展中國家則可能是經(jīng)濟問題。4.次要病蟲害問題，由于轉(zhuǎn)基因性狀只是對個別性狀的抗性，可能引起其它病蟲害逐步演變成主要病害。第50頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五（七）轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用自１９８３年首例轉(zhuǎn)基因植物--煙草問世，2006年3月全球已有１２０多種植物獲得轉(zhuǎn)基因植株。美國是世界上第一個批準轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物商業(yè)化種植的國家，其轉(zhuǎn)基因作物種植面積一直居世界首位。２０００年美國轉(zhuǎn)基因作物種植面積達３０３０萬公頃，占世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積的６８％。

目前，最主要的轉(zhuǎn)基因作物是大豆和玉米，這兩種作物的種植面積大約占全球轉(zhuǎn)基因作物總面積的８０％。其中轉(zhuǎn)基因大豆占全球轉(zhuǎn)基因作物面積約６０％，轉(zhuǎn)基因棉花和油菜的種植面積位居第三和第四。

轉(zhuǎn)基因作物給人類帶來了巨大的經(jīng)濟效益。第51頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五

自1983年首次獲得轉(zhuǎn)基因煙草、馬鈴薯以來，在短短十余年間，轉(zhuǎn)基因作物的研究和開發(fā)進展十分迅速。至2008年國際上已獲得轉(zhuǎn)基因植株的植物已有超過35個科120多

，其中“第一代”農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品已進入研究開發(fā)實用階段，“第二代”轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品也基本上成形。研究方向抗病毒方面抗蟲害方面改良品質(zhì)方面抗逆境方面抗除草劑方面醫(yī)療保健方面提高產(chǎn)量方面第一代第二代第52頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五1.1抗病毒方面煙草花葉病毒的外殼蛋白基因+普通番茄抗煙草花葉病毒的番茄

繼抗煙草花葉病毒的番茄培育成功之后，抗黃瓜花葉病毒的轉(zhuǎn)基因植株也陸續(xù)獲得成功。我國科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因方法，培育出了抗病毒煙草、抗病毒甜椒和抗病毒番茄，而且已進行了田間試驗，并被批準進行商品化生產(chǎn)。第53頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五1.2抗蟲害方面迄今研究最多并取得成效的有兩類基因蘇云金桿菌的殺蟲蛋白基因（Bt）從豇豆馬鈴薯中分離的蛋白酶抑制劑基因

試驗已證明，如果將蘇云金桿菌殺蟲蛋白與蛋白酶抑制劑配合使用，可提高殺蟲2～20倍，效果更佳?？梢灶A(yù)料，未來的發(fā)展趨勢是將兩類基因同時轉(zhuǎn)入植物，以提高抗蟲能力。第54頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五1.3抗除草劑方面

有資料報道：農(nóng)業(yè)上因雜草危害減產(chǎn)由40年代的8%上升為12%。而我們廣泛使用的除草劑大部分為非選擇性除草劑。因此只能在作物播種前使用。而通過基因工程培育出了抗除草劑作物，不但可以降低化學(xué)除草劑的施用量，而且減少環(huán)境污染，還可以對輪作或兼作作物的選擇給予更大的靈活性。目前已獲得的轉(zhuǎn)基因耐除草劑作物有大豆、棉花（棉田面積的８０％以上都是轉(zhuǎn)基因抗蟲棉

）、玉米、油菜、馬鈴薯、甜菜等，大多已進入了實用階段。美國孟山都公司已經(jīng)在河北和安徽建立了轉(zhuǎn)基因抗蟲棉合資公司，憑借其強大的技術(shù)優(yōu)勢和資本優(yōu)勢與我國抗蟲棉公司進行競爭第55頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五1.4提高產(chǎn)量方面

“超級水稻”——在水稻基因中插入玉米高光效基因，從而使水稻擁有更高速度的光合作用，使大米產(chǎn)量提高了35%。這項工程是由我國首先完成的。

一種轉(zhuǎn)谷氨酸脫氫酶基因的玉米，由于它可以大大提高對氮肥的利用率，所以其產(chǎn)量提高了10%。第56頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五1.5改良品質(zhì)方面

一個被稱作“金水稻”的轉(zhuǎn)基因品種（孟山都等公司開發(fā)的），可以使食用者避免維生素A缺乏癥。因為這種水稻通過轉(zhuǎn)基因后高含胡蘿卜素，人體可以將胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為維生素A。

再如，美國生物技術(shù)研究人員把月桂樹基因?qū)胗筒酥?，生產(chǎn)出含月桂酸油達40％的油菜籽，大大降低了成本并增加了產(chǎn)量。第57頁，共65頁，2022年，5月20日，1點59分，星期五1.6醫(yī)療保健方面2002年，我國報道一種“抗乙肝西紅柿”在中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究中心培育成功，又被稱為“口服疫苗”。目前，在轉(zhuǎn)基因植物中已表達的口服疫苗除乙肝病毒疫苗外，還有霍亂弧菌疫苗、肺結(jié)核疫苗、產(chǎn)腸毒素大腸桿菌疫苗、狂犬病毒疫苗、輪狀病毒疫苗、麻疹病毒疫苗、呼吸道合胞病毒疫苗等。生產(chǎn)出口服疫苗的轉(zhuǎn)基因作物有番茄、黃瓜、香蕉，還有馬鈴薯、煙草