当前位置:文档之家› 转基因技术介绍

转基因技术介绍

转基因技术编辑转基因即转基因技术。

转基因技术(Genetically Modified,简称GM),是指运用科学手段,从某种生物体基因组中提取所需要的目的基因,或者人工合成指定序列的基因片段,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因组进行重组,再从重组体中进行数代的人工选育,从而获得具有特定的遗传性状个体的技术。

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。

转基因技术的理论基础来源于分子生物学。

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(但如今人们对改变原有动植物性状的技术称为转基因技术(狭义),将对微生物的操作称为遗传工程技术(狭义)。

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"(Genetically modified organism,简称GMO)。

目录1发展历史2基本技术过程3分类人工转基因植物转基因动物转基因微生物基因重组自然转基因4转基因技术产物转基因生物转基因食品5技术特点组合原理植物动物6与杂交的区别种基根杂交技术植物杂交杂交畜牧7转基因技术现状转基因食品技术应用商业化8媒体报道9转基因植物转化方法农杆菌介导转化花粉管通道法核显微注射法基因枪法精子介导法核移植转基因法体细胞核移植法10影响减少温室气体排量疑问对环境系统对生态物种动物试验11社会学者批评转基因标识法案12相关事件动物异常事件转基因水稻争议巴西坚果事件普斯泰事件转基因玉米事件俄转基因食品事件广西迪卡玉米事件转基因大米试验实验鼠致癌事件猕猴喂养实验律师申请公开遭拒13批准作物一览1发展历史1974年,波兰遗传学家斯吉巴尔斯基(Waclaw Szybalski)称基因重组技术为合成生物学概念,1978年,诺贝尔医生奖颁给发现DNA限制酶的纳森斯(Daniel Nathans)、亚伯(Werner Arber)与史密斯(Hamilton Smith)时,斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道:限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。

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。

2基本技术过程(1)从生物有机体复杂的基因组中,分离出带有目的基因的DNA片段;或者人工合成目的基因。

(2)在体外, 将带有目的基因的DNA 片段连接到能够自我复制并具有选择标记的载体分子上, 形成重组DNA分子。

(3)将重组DNA分子引入到受体细胞(亦称宿主细胞或寄主细胞) 。

(4)带有重组体的细胞扩增,获得大量的细胞繁殖体。

(5) 从大量的细胞繁殖群体中,筛选出具有重组DNA分子的细胞克隆。

(6)将选出的细胞克隆的目的基因进一步研究分析,并设法使之实现功能蛋白的表达。

3分类转基因过程按照途径可分为人工转基因和自然转基因,按照对象可分为植物转基因技术,动物转基因技术和微生物基因重组技术。

人工转基因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,引起生物体的性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术(Transgene technology)。

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”(Genetically modified organism,简称GMO)。

植物转基因植物转基因是基因组中含有外源基因的植物。

它可通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,有可能改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。

而且可用转基因植物或离体培养的细胞,来生产外源基因的表达产物,如人的生长素、胰岛素、干扰素、白介素2、表皮生长因子、乙型肝炎疫苗等基因已在转基因植物中得到表达。

动物转基因动物转基因就是基因组中含有外源基因的动物。

它是按照预先的设计,通过细胞融合、转基因技术细胞重组、遗传物质转移、染色体工程和基因工程技术将外源基因导入精子、卵细胞或受精卵,再以生殖工程技术,有可能育成转基因动物。

通过生长素基因、多产基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生虫基因、抗病毒基因等基因转移,可能育成生长周期短,产仔、生蛋多和泌乳量高,转基因超级鼠比普通老鼠大约一倍。

生产的肉类、皮毛品质与加工性能好,并具有抗病性,已在牛、羊、猪、鸡、鱼等家养动物中取得一定成果。

但由于转基因动物受遗传镶嵌性和杂合性的影响,其有性生殖后代变异较大,难以形成稳定遗传的转基因品系。

因而,尝试从受体动物细胞中分离出线粒体,以外源基因对其进行离体转化,再将转基因线粒体导入受精卵,所发育成的转基因动物雌性个体外培养的卵细胞与任一雄性个体交配或体外人工受精,由于线粒体的细胞质遗传,其有性后代可能全都是转基因个体。

微生物基因重组在所有转基因技术中,以微生物基因重组技术应用最为宽泛和常见。

与动植物不同的是,微生物重组技术通常需要用到专门的重组基因载体——质粒。

质粒是一种细胞质遗传因子,因此具有不稳定的遗传特性。

但相比于动植物,微生物重组技术具有周期短、效果显著、控制性强的特点,因而广泛应用于生物医药和酶制剂行业。

经过多年的理论奠基,现已在微生物领域中开发出酵母表达系统、大肠杆菌表达系统和丝状真菌表达系统,其中毕赤酵母表达系统和大肠杆菌表达系统最受欢迎,具有表达效率高(外源蛋白占细胞总蛋白的10%至40%)、生产成本低的特点,一般常见的诸如胰岛素、白细胞介素、α-高温淀粉酶、饲料用木聚糖酶、壳聚糖酶等都由这两种表达系统生产的。

自然转基因不是人为导向的,自然界里动物、植物或微生物自主形成的转基因现象,例如乙肝病毒DNA 整合到人精子细胞染色体上、噬菌体将自己DNA的插入到溶源细胞DNA上等。

4转基因技术产物转基因生物经转基因技术修饰的生物体,在媒体上常被称为Genetically Modified Organism——遗传基因被改造修饰过的生物体,或者叫做转基因生物,简称GMO。

转基因食品一些大型国际种子公司,通过基因改造技术(转基因技术),制造出基因改造食品(转基因食品),因其安全性未确定,尚有争议。

通常的做法是,向农作物体的遗传细胞核内的DNA螺旋结构内注入特定转基因物质,使之具有特定的遗传特性。

通常是转入Bt(苏云金芽孢杆菌)基因和Ht基因。

其原理是:Bt基因编码的是苏云金芽胞杆菌分泌的一种对鳞翅目鞘翅目昆虫(比如小菜蛾)有毒的蛋白质,携带有Bt基因的农作物在生长时亦能自己产生这种毒性蛋白,因此不需要使用农药,靠农作物自身杀虫,但这种毒蛋白只对虫子有效,尚未证实对人有致毒作用;Ht基因又叫抗除草剂基因,它指导的蛋白质能够在植物体内分解除草剂物质,使植物获得抵抗高浓度除草剂的能力,因此在田间喷洒除草剂之后,杂草会因为对除草剂的抵抗力不足而被杀死,而农作物得以正常存活,相对于非转基因农作物使用机械来除草,种植转Ht基因的农作物更加经济。

5技术特点组合原理将人工分离和修饰过的优质基因,导入到生物体基因组中,从而达到改造生物的目的。

由于导入基因的表达,引起生物体的性状,可遗传的修饰改变,这一技术称之为人工转基因技术(Transgene technology)。

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。

人工转基因技术就是把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA中的生物技术。

具有不确定性。

常用的方法和工具包括显微注射、基因枪、电破法、脂质体等。

转基因最初用于研究基因的功能,即把外源基因导入受体生物体基因组内(一般为模式生物,如拟南芥或斑马鱼等),观察生物体表现出的性状,达到揭示基因功能的目的。

植物转基因植物是基因组中含有外源基因的植物。

通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。

而且可用转基因植物或离体培养的细胞,来生产外源基因的表达产物,如人的生长素、胰岛素、干扰素、白介素2、表皮生长因子、乙型肝炎疫苗等基因已在转基因植物中得到表达。

在过去的二十年里,随着分子生物学各领域的不断发展,植物基因的分离、基因工程载体的构建、细胞的基因转化、转化细胞的组织培养、植株再生及外源基因表达的检测等各项技术日趋成熟和完善,有关植物基因工程的研究日新月异,许多以前根本不可能的基因转化工作在越来越多的植物上获得成功。

研究转基因植物的主要目的是提高用多肽或工业用酶的产量,改善食品质量,提高农作物对虫害及病原体的抵抗力。

常规的药用蛋白大部分是利用生化的方法提取或微生物发酵获得的,这类活性物质一般在活细胞中含量甚微,且提取过程复杂,成本高,远远满足不了社会的需要。

应用转基因植物来生产这些药用蛋白,包括疫苗、抗体、干扰素等细胞因子,可以利用植物大田栽种的方式大量生产,大幅度降低生产成本,提高产量,还可以获得常规手段无法获得的药物。

利用植物来生产疫苗的最大优点是他可以作为食品直接口服。

通过各种植物转基因技术将多台疫苗基因转入植物,从而得到表达多肽疫苗的转基因植物。

随着抗体基因工程能将抗体基因(从小的活性单位到完整抗体的重轻链基因)从单抗杂交瘤中分离出来,人们就开始想办法利用转基因植物来表达这些抗体。

1989年Hiatt将鼠杂交瘤细胞产生的抗体基因转入烟草细胞获得了植物抗体,并且发现植物抗体具有杂交瘤来源抗体同样的抗原结合能力,既有功能性。

在这之后,全长抗体、单域抗体和单链抗体在转基因植物中均获得成功表达。

用植物抗体进行局部免疫治疗将是一个引人瞩目的领域,应用高亲和性抗体进行局部治疗可以治愈龋齿及其它一些常见病。

植物转基因可获得更多的新品种,蔬菜,水果,花卉都能够在保留其优良品质的情况下优化动物人工转基因动物就是基因组中含有外源基因的动物。

它是按照预先的设计转基因动物(19张),融合重组细胞、遗传物质转移、染色体工程和基因工程技术将外源基因导入精子、卵细胞或受精卵,再以生殖工程技术,有可能育成转基因动物。

通过生长素基因、多产基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉精基因、角蛋白基因、抗寄生虫基因、抗病毒基因等基因转移,可能育成生长周期短,产仔、生蛋多和泌乳量高,转基因超级鼠比普通老鼠大约一倍。

生产的肉类、皮毛品质与加工性能好,并具有抗病性,已在牛、羊、猪、鸡、鱼等家养动物中取得一定成果。

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。

相关主题