20世紀生命科學(xué)給人類的禮物——ＧＭ F

　　轉(zhuǎn)基因抗病植物的基本原理，它的利與弊？

　你是如何理解轉(zhuǎn)基因作物的生態(tài)風(fēng)險的？

植物抗病基因工程的基本原理與方法

植物抗病基因工程是通過分子生物學(xué)技術(shù)獲得對植物病害（病毒、細菌、真菌、線蟲等病害）具有一定抗性的轉(zhuǎn)基因植株。

植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)利用重組DNA的方法直接將目的基因?qū)�入到植物有性雜交的限制，基因交流的范圍無限擴大，可將病毒、細菌、遠緣植物、動物、人類甚至人工合成的基因?qū)�入植物，可以人為地有目的組合基因，改變生物的遺傳性能，而且育種效率高，所以應(yīng)用前景十分廣闊。

1 植物抗病基因工程策略

1.1 導(dǎo)入植物抗病相關(guān)基因和病原菌致病相關(guān)基因

1.2 導(dǎo)入植物防衛(wèi)基因

1.3 導(dǎo)入降解病原物致病因子基因

1.4 導(dǎo)入其它蛋白基因

2.1 目的基因的分離和鑒定

對已知序列進行分子克隆   

 從蛋白質(zhì)到基因序列    

PCR擴增  構(gòu)建cDNA文庫  構(gòu)建基因組文庫

與已知基因緊密連鎖基因的分離

 根據(jù)植株或細胞表型變異進行基因分離        

2.2 表達載體的構(gòu)建

目的基因分離后，往往需要經(jīng)過修飾才能應(yīng)用于植物基因工程。構(gòu)建植物表達載體就是在目的基因的5’端加上啟動子，在基因的3’端加上中止子，以便使外源基因能在植物中有效地表達，充分發(fā)揮其功能。

2.3 目的基因向植物的轉(zhuǎn)化

植物細胞遺傳轉(zhuǎn)化系統(tǒng)可分為兩大類：以載體為介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)化（vector mediated gene transfer）和DNA直接轉(zhuǎn)化（naked DNA transfer）。

2.4 轉(zhuǎn)化植物細胞的篩選及轉(zhuǎn)基因植物的鑒定

  植物外植體經(jīng)過農(nóng)桿菌或DNA直接轉(zhuǎn)化后，大部分細胞是沒有轉(zhuǎn)化的，只有極少數(shù)是轉(zhuǎn)化的，這就需要采用特定的的方式將未轉(zhuǎn)化細胞與轉(zhuǎn)化細胞區(qū)分開來，淘汰未轉(zhuǎn)化的細胞，然后利用植物細胞的全能性在適宜的環(huán)境條件下使轉(zhuǎn)化的細胞再生成可育的轉(zhuǎn)基因植株。

      ◆  目前，轉(zhuǎn)化細胞與非轉(zhuǎn)化細胞的區(qū)分及非轉(zhuǎn)化細胞的淘汰常采用抗菌素抗性基因及抗除草劑基因，總稱篩選標記。植物基因工程中常用的篩選標記是nptⅡ（neomycin phosphotransferase）基因和cat（chloramphenicol acetyltr-ansferase ）基因

轉(zhuǎn)基因抗病植物帶來的好處

使植物具有病毒，細菌，真菌病害抗性

使某些作物品種具有特定除草劑的能力

增強植物對環(huán)境的抗逆能力，如冷，熱，旱，鹽堿和重金屬土壤

利用轉(zhuǎn)基因抗病植物產(chǎn)生醫(yī)用疫苗

其它作用

         1.降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率

          2.有效緩解人類的糧食問題，能源問題

          3.可以增加可利用土地資源，擴大綠地植物面積

          4.可以提高人類的生活質(zhì)量和健康水平

轉(zhuǎn)基因抗病植物存在的風(fēng)險

一.對人類的存在的安全隱患

沒有經(jīng)過長期的安全性研究

引起人類過敏反應(yīng) 

產(chǎn)生對人類不利的毒素副產(chǎn)品 

二.對生態(tài)系統(tǒng)（包括環(huán)境）的風(fēng)險

  1. 轉(zhuǎn)基因技術(shù)本身的不足

 2. 非目標生物造成危害，使物種多樣性的破壞 

 3.引進自然界不存在的新物種 

 4. 基因的污染，使天然基因庫受損

 5.增強了殺蟲劑的使用，使環(huán)境污染

轉(zhuǎn)基因作物存在的生態(tài)風(fēng)險

   1.轉(zhuǎn)基因及其產(chǎn)物在環(huán)境中的殘留

    2.目標生物體對農(nóng)藥產(chǎn)生耐受性

    3.增加農(nóng)用化學(xué)品的使用

    4.不可預(yù)知的轉(zhuǎn)基因及其表達的不穩(wěn)定性

    5. 產(chǎn)生超級雜草

    6.作物營養(yǎng)價值下降

7.作物多樣性下降

對非目標生物的風(fēng)險

   花粉或種子的擴散造成的遺傳污染

    轉(zhuǎn)基因或啟動子的水平表達

    轉(zhuǎn)基因向微生物傳遞

通過重組產(chǎn)生新的病毒

此外，轉(zhuǎn)基因作物的興起與歐洲瘋牛病、“二惡英”污染、禽流感、口蹄疫等一連串事件恰好處于同一時期，對轉(zhuǎn)基因技術(shù)缺乏了解，特別是媒體對轉(zhuǎn)基因技術(shù)健康風(fēng)險的肆意夸大這讓對食品安全問題十分謹慎的歐洲人有了質(zhì)疑轉(zhuǎn)基因作物的“心理訴求”。歐盟委員會幾年前的一項調(diào)查顯示，56%的歐盟國家公民敵視轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

我們應(yīng)該看到，有關(guān)于轉(zhuǎn)基因作物的風(fēng)波不斷,但近十年來，科學(xué)家曾多次得出轉(zhuǎn)基因作物可能損害健康的研究結(jié)論，但最終都因證據(jù)不足，被業(yè)內(nèi)或權(quán)威機構(gòu)否決，而轉(zhuǎn)基因技術(shù)在改良作物性狀、提高產(chǎn)量等方面的貢獻，則是有目共睹的。

 所以科學(xué)家們在瞻仰植物基因技術(shù)美好前景的時候，也要留意這種技術(shù)的安全性問題。